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水利工程论文-抛石体在桥墩处的防护作用.doc

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水利工程论文-抛石体在桥墩处的防护作用.doc

水利工程论文-抛石体在桥墩处的防护作用摘要:虽然抛石体是桥墩处抵抗冲刷最为普遍的应用方法,但对活动河床条件下抛石的性能目前几乎还没有什么研究。在本文中,对破坏机理、稳定性,以及抛石体铺设水平所起的作用都进行了试验研究。在清水条件下,抛石体主要遭受剪切,簸和边缘破坏。活水条件下,由于河床构造的发展变化造成的不稳定性成为非常重要的方面。河床构成形式造成的不稳定性受到桥墩处的河槽形式变化带来的不稳定因素的影响。试验用于估测在一个大范围的水流条件下,抛石对桥墩能起到怎样的作用。对在沉积河床的深处铺设抛石层,而非河床床面铺设抛石的作用也进行了研究......关键词:抛石体桥墩处防护作用1.前言在多数河流环境中,冲刷孔围绕桥墩基础形成。由于桥墩导致的强大的旋涡运动冲走了桥墩基础周围的河床沉积物。最普遍应用的抗浸蚀作用技术是采用给河床“铠甲”装置,如抛石。以抛石充当自然屏障来承受水流的冲蚀力。奇沃(1995)和奇沃利姆(2000)曾提出,抛石体的防护性受到某些破坏机理的影响,这些破坏机理可以使石料不稳定,并导致保护面的完全裂变。在清水条件下,下列破坏机理可能发生:(1)剪切破坏——抛石体被水流卷走;(2)簸破坏——在紊流和渗流作用下,较细的下部河床物质遭到侵蚀;(3)边缘破坏——抛石层外围护石造成冲刷。Chiew,Lim(2000)确立了一个第4破坏机理,在活动河床条件下,抛石层由于河床的运动而不稳定。随着大型沙丘的迁移,抛石层由于淘刷的作用而沉入河床沉积物中。常常有这样的建议,在波浪形的河床上,抛石层应该被铺设在河床物质的某个深度。其合理性在于较深的层可以不受河床形式运动的影响,和被淘刷的机会。目前为止,还没有尝试对其作用进行量化的研究。目前的研究目的,就是要证实不稳定性对河床桥墩抛石体的影响,以及估测抛石层铺设水平所产生的影响。试验采用圆柱体桥墩,在两个不同尺寸的活动河床条件下进行,用沙丘和逆沙丘模仿沉积运动。根据对当前设计方案的审查,每一层抛石围桥墩铺设呈园形排列。对于一般性平整河床,在4个不同的深度做抛石层试验。对每一层的最终铺设位置和水流速度加以关注并与未受保护的冲刷深度进行比较。2.试验程序试验在2个宽度分别为0.44m和1.52m的可循环试验水槽进行。丙烯酸圆形桥墩直径分别为70mm和200mm。两个水槽都采用均匀的河床沉积物,中值粒径d50=0.95mm,抛石材料

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