水下抛石基床动态形成过程数值模拟研究
本文选题:抛石基床 + 流体阻力 ; 参考:《科学技术与工程》2014年31期
【摘要】:水下抛石基床是重力式码头和直立式防波堤经常采用的基础形式,基床抛石的结构组成与密实程度对介质承载力具有决定性的作用。在水下抛石基床形成过程中,抛石受绕流阻力作用,影响基床堆积形态,从而对基床的受力特性有重要影响;而绕流阻力的大小与抛石的几何外形、重量等因素有关。根据流体动力学,建立了抛石在水中运动的计算模型,研究了相同质量不同形状及形状相似不同质量等工况下抛石在水中的运动规律。运用离散元方法建立抛石基床模型,将阻力模型施加于水下运动的抛石。分析了不同因素控制下抛石基床的堆积情况,为大量抛石在水中自由运动产生沉积分层现象提供理论依据。研究结果表明:水下抛石的运动过程受水流阻力的影响,基床的最终形态将产生分层,抛石下落高度越高,分层越明显,符合实际的工程。该结果可为抛石基床力学特性研究提供理论依据和设计参考。
[Abstract]:Underwater riprap bed is often used as the foundation form of gravity wharf and vertical breakwater. The structure composition and compactness of the base bed play a decisive role in the bearing capacity of the medium. In the formation process of underwater riprap bed, it is affected by the flow resistance, which affects the stacking shape of the base bed, thus has an important effect on the bearing characteristics of the subsurface bed, and the magnitude of the flow resistance is related to the geometric shape and weight of the rock. Based on hydrodynamics, a computational model of the movement of ripraps in water is established, and the law of movement of ripraps in water under the same mass, shape, and mass is studied. The discrete element method is used to set up the model of the rubble bed, and the resistance model is applied to the underwater movement of the rock. The accumulation of the base bed under the control of different factors is analyzed, which provides a theoretical basis for the phenomenon of sedimentary stratification caused by the free movement of a large number of ripraps in water. The results show that the movement of underwater rock is affected by the flow resistance, the final shape of the bed will be stratified, and the higher the falling height of the rock, the more obvious the stratification is, which is in line with the actual engineering. The results can provide a theoretical basis and design reference for the study of the mechanical properties of the rubble bed.
【作者单位】: 河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点试验室;河海大学岩土工程科学研究所;中交第四航务工程局有限公司;
【基金】:国家自然科学基金青年基金(51309089) 江苏省基金(BK20130846)联合课题资助
【分类号】:U655.54
【参考文献】
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【共引文献】
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,本文编号:2075127
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