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减冲桩防护墩柱局部冲刷的数值模拟研究
| 论文题名： | 减冲桩防护墩柱局部冲刷的数值模拟研究 |
| 关键词： | 减冲桩;防护墩柱;局部冲刷;交错式布置;数值模拟 |
| 摘要： | 墩柱结构是广泛应用于桥梁，码头，以及海上平台等水工建筑的基础结构之一，水流冲刷墩柱附近的泥沙时，减小了墩柱的入土深度，会造成墩柱桩基失去稳定，对结构安全造成严重威胁。在工程上对这一问题必须采取相应的措施，研究墩柱局部冲刷防护措施具有重要的价值。在墩柱前方使用减冲桩防护进行冲刷防护可以有效的降低最大冲刷深度。 本文在研究墩柱局部冲刷机理的基础上，使用数值模型研究了前排减冲桩在墩柱局部冲刷防护中防护效果。首先，研究了纯水流情况下墩柱周围流场，从流场结构上分析冲刷坑的形成过程，设置前排减冲桩之后，对比采用减冲桩防护墩柱周围的流场和局部冲刷形态，发现前排减冲桩的确可以降低墩柱前下降水流流速、水平流速、紊动强度、降低墩柱周围的近底面流速、消除或削减马蹄形漩涡。分析了减冲桩不同的直径、不同布置位置、不同淹没程度的防护效果，发现大直径的非淹没减冲桩布置在墩柱前方1-1.5倍墩柱直径的距离可以取得较好的防护效果，最后，为了解决减冲桩防护面临来流角度变化时防护效果不佳的情况，探讨了多根减冲桩布置在冲刷防护中的应用，通过对比不同布置形式情况下的局部冲刷形态，发现采用多排交错式的布置方式可以在来流角度变化时仍有较好的防护效果。 |
| 作者： | 张智 |
| 专业： | 水利工程 |
| 导师： | 程永舟;刘虎英 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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