為了防止堤心塊石被沖毀,需要給予充分的覆蓋和保護,需要使用大量的人工塊體,同時任意堆放,塊體容易發(fā)生移動和沉實,還需要一層良好的墊層予以支承,于是就產(chǎn)生對護面塊體的穩(wěn)定重量和護面層厚度進行計算以及如何安放的問題。護面范圍,在波浪作用下,斜坡堤堤身在計算水位上、下一倍設計波高值之間需進行護面。但一般均根據(jù)經(jīng)驗和水力模型試驗確定。
人工護面塊體可以分為雙層安放和一層安放的兩種。目前我國經(jīng)常使用的一層安放的塊體有:四腳空心方塊、扭王字塊等;雙層安放的塊體有四腳錐體和扭工字塊等。護面塊體的底層塊體應與其下的拋石棱體緊密接觸。四腳空心方塊的墊層的塊石宜鋪砌。雙層安放的護面塊體在安放后應使其相應間具為了防止堤心塊石被沖毀,有一定的聯(lián)鎖能力。扭工字塊當隨機安放時,其上層應盡量能有60%的塊體保持垂直桿在堤坡下方和水平桿在堤坡上方;當規(guī)則安放時,全部塊體應保持垂直桿在堤坡下方,水平桿在堤波上方。人工護面塊體一般都是在拼裝式鋼模板中制作,其頂部表面易產(chǎn)生氣泡,應在混凝土初凝前用原漿抹壓。2100433B
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評分: 4.4
斜坡堤護面塊體的穩(wěn)定重力通常按赫德森公式計算,但其安全水平并不明確。提出護面塊體安全度的概念,推導出其數(shù)值為KN=2.2,兩組斷面模型試驗的結(jié)果驗證了這個數(shù)值是合適的。利用護面塊體的安全度,可以客觀確定護面塊體的穩(wěn)定重力、新型護面塊體的穩(wěn)定系數(shù),還可用來校驗現(xiàn)有各種護面塊體穩(wěn)定系數(shù)的合理性。
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評分: 4.7
結(jié)合物理模型試驗,對某工程區(qū)域的斜坡式護岸護面塊體的結(jié)構(gòu)形式進行優(yōu)化設計,并對護面塊體的穩(wěn)定性進行分析研究。優(yōu)化方案實施后,使用安全,并獲得良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
(1)當允許少量波浪越過堤頂時,從堤頂?shù)皆O計低水位之間的內(nèi)坡護面塊體重量,應與外坡護面的塊體重量相同。設計低水位以下的內(nèi)坡護面塊體,應按堤內(nèi)側(cè)波浪進行復核。
(2)當不允許波浪越過堤頂時,內(nèi)坡護面應按堤內(nèi)側(cè)波浪進行計算。
1)當隨機安放兩層扭工字塊體時,其上層應有60%以上的塊體保持垂直桿件在堤坡下方,水平桿件在堤坡上方的形式。
2)當為規(guī)則安放扭工字塊體時,應使全部塊體保持垂直桿件在堤坡下方,水平桿件在堤坡上方。
在惡劣海況下,斜坡式防波堤的混凝土護面塊體在波浪作用下會出現(xiàn)晃動和移位的水力失穩(wěn)現(xiàn)象以及應力破壞的結(jié)構(gòu)失穩(wěn)現(xiàn)象。由于波浪與斜坡堤護面層的相互作用是一個涉及多種介質(zhì)、多物理場和多尺度效應的復雜問題,目前國內(nèi)外研究成果對復雜離散結(jié)構(gòu)體系內(nèi)的流場變化特性、波能衰減規(guī)律以及塊體內(nèi)應力分布和斷裂機理等知之甚少。本課題旨在通過建立一個精細模擬波浪作用下斜坡堤護面塊體失穩(wěn)和破壞過程的三維流固耦合數(shù)值模型,開展斜坡堤離散護面塊體周圍的復雜三維流場變化特性、波能衰減規(guī)律以及塊體失穩(wěn)和斷裂機理的基礎研究,得到復雜形狀護面塊體空隙內(nèi)的流速、壓力以及塊體內(nèi)部應力隨時間和空間的變化規(guī)律,研究成果將改變目前斜坡式防波堤主要設計參數(shù)的確定依賴物理模型試驗的現(xiàn)狀,解決無法定量評估斜坡式防波堤護面塊體穩(wěn)定性的難題,為斜坡式防波堤的設計、施工和修復提供一個新的技術手段。