潮流條件下單樁沖刷形態(tài)的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、直立式圓柱在水工建筑物中十分普遍，如架設(shè)橋梁的橋墩、海邊建筑的海中樁柱以及海上石油平臺(tái)所廣泛采用的直立支撐腿等。該類水中結(jié)構(gòu)物的一個(gè)突出工程問題是樁柱局部底床的沖刷，沖刷導(dǎo)致局部底床變形，進(jìn)一步削弱了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，嚴(yán)重者可導(dǎo)致工程結(jié)構(gòu)的整體性破壞，危害極大。樁柱建造前后局部水動(dòng)力條件的改變起著非常重要的作用，樁柱建造后，局部水動(dòng)力條件發(fā)生改變，床沙起動(dòng)、輸移量與同時(shí)水體中泥沙的落淤量不再平衡，樁柱局部底床發(fā)生沖刷。除卻河底床面自身的

2、物理性質(zhì)等因素，如河沙粒徑、粘性，沖刷結(jié)果極大程度上受流場條件影響。國內(nèi)外學(xué)者對于單向定常流沖刷的研究歷時(shí)已久，并總結(jié)了不少結(jié)論和經(jīng)驗(yàn)公式；波浪沖刷的研究同樣開展多時(shí)。唯獨(dú)潮流沖刷仍存在不少疑問，并未被挖掘細(xì)致。本文基于這點(diǎn)，設(shè)計(jì)潮流條件下直立圓柱周圍的沖刷實(shí)驗(yàn)，探究潮流沖刷和定常流沖刷的異同點(diǎn)。
　　近年來，水下地形的測量技術(shù)取得了長足的進(jìn)步。測量手段分為兩類：接觸式測量和非接觸式測量。接觸式的方法大多用于早期的研究工作，從鋼尺

3、到測針，這類方法精度低，容易破壞地形，且不能在實(shí)驗(yàn)過程中進(jìn)行測量。非接觸方法，出現(xiàn)于近年，其代表技術(shù)有，聲納探測和激光測距，相比于接觸式方法，非接觸式方法有著諸多優(yōu)勢：較高的精度，不會(huì)破壞地形，在水體清澈、無大波動(dòng)的條件下，可以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)實(shí)時(shí)測量。本文所采用的正是激光測距系統(tǒng)測量水下地形，以獲取沖刷過程中的床面形態(tài)資料。
　　實(shí)驗(yàn)分為定常流和潮流兩部分進(jìn)行，以流速和水深作為主究參數(shù)，潮流和定常流實(shí)驗(yàn)工況的流速以及水深相對應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果