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《長江上游丁壩沖刷機(jī)理與維護(hù)措施分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、2第一章緒論1．1．2丁壩的概念丁壩是航道整治中最常見的整治建筑物之一。丁壩的壩根與河岸相連接，壩頭伸向河中心，壩軸線與水流方向呈現(xiàn)正交或斜交狀態(tài)，在平面上與河岸構(gòu)成丁字形。丁壩是橫向阻水的整治建筑物口1。丁壩的長度是不同的，短丁壩又稱為垛。在工程實(shí)踐中，一般以丁壩為主，垛為輔，在壩、垛之間有時(shí)還會(huì)修有護(hù)岸。丁壩壩身較長，伸入河中，挑流能力強(qiáng)，保護(hù)岸線長，用以調(diào)整水深和挑托水流。垛身較短，用以迎托水流，消減水勢，防止水流直接沖刷堤岸。丁壩在航道整治工程中，一般屬于枯水期航道整治建筑物，丁壩被用來束窄河槽，防止航道變向，增加航深，這樣有利于船舶在一年四季都能航行。直線型丁壩和勾頭丁壩在航道整治中
2、應(yīng)用廣泛。1．1．3丁壩水毀形態(tài)類型丁壩水毀形態(tài)主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面n1：①丁壩的壩頭、壩根等部位的基礎(chǔ)受到?jīng)_刷，使丁壩的局部或整體遭到破壞。②丁壩受到?jīng)_擊作用，壩體逐層剝落，先局部破壞，最終整體破壞；@山區(qū)航道水位隨時(shí)問變化明顯，丁壩時(shí)常會(huì)處于極為惡劣的自然環(huán)境下，時(shí)而淹沒在水中，時(shí)而暴露在空氣中，風(fēng)化現(xiàn)象較為嚴(yán)重；④丁壩作為一種拋石材料建筑物，在水流和漂浮物的沖擊下，拋石塊體常以滑動(dòng)和滾動(dòng)的形式脫離壩體，被水流帶到下游河灘堆積；@對(duì)于山區(qū)河流丁壩，與固體顆粒常年相互摩損，尤其是處于卵石輸移帶上的丁壩，與卵石相互作用，丁壩逐漸破壞，最終導(dǎo)致水毀。在所有的丁壩水毀形態(tài)中，第一種尤為常見，幾乎
3、占了所有水毀丁壩的八成。而丁壩的壩頭位置、壩根位置與河岸坡相連接的位置是丁壩破壞較嚴(yán)重的部位，圖1．1、圖1．2分別為長江上游神背嘴1#丁壩壩頭損毀和小米灘下丁壩壩根水毀圖片。圖1．1神背嘴1≠≠丁壩壩頭被破壞Fig．1．1ShenBeiZui1≠≠spurdikeheadisdamaged圖1．2小米灘下丁壩壩根被破壞Fig．1．2XiaoMibeachspurdikerootisdalllaged1．1．4丁壩水力特性研究①丁壩水力學(xué)研究的問題丁壩在航道整治工程中應(yīng)用廣泛，丁壩水力學(xué)特性對(duì)于丁壩的穩(wěn)定性很重要，與之相關(guān)聯(lián)的河床演變問題的研究具有十分重要的工程意義。但是在實(shí)際工程中，影響因素
4、千差萬別，要想對(duì)丁壩的理論研究有更大的進(jìn)展，有一定的難度。而丁壩水力學(xué)的出現(xiàn)，奠定了一定的基礎(chǔ)。在丁壩水力學(xué)中主要研究的問題包括丁壩過流水面線分布、回流區(qū)范圍、丁壩附近流場和紊動(dòng)場、丁壩沖刷機(jī)理、丁壩壩體及周圍的壓力場等。4第一章緒論②丁壩水力學(xué)的研究方法丁壩水力學(xué)的研究在長期的發(fā)展過程中有了很大的進(jìn)展，但同時(shí)也受到了一些客觀因素的限制。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，丁壩水力學(xué)的研究方法越來越完善。現(xiàn)階段模型試驗(yàn)和數(shù)學(xué)模型是最常用的兩種方法。目前，國內(nèi)外研究者大多將模型試驗(yàn)和數(shù)學(xué)模型相結(jié)合，開展航道整治工程水力學(xué)問題研究，達(dá)到邊界條件互補(bǔ)、結(jié)果相互印證、更好地為工程服務(wù)的目的”“。。1．2國內(nèi)外概況1．
5、2．1丁壩水流結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)展近些年來，丁壩水流研究取得很大的進(jìn)展，觀察到了壩后回流區(qū)的長度和寬度的變化規(guī)律，探討了丁壩水流流動(dòng)結(jié)構(gòu)，丁壩水流的局部水流水頭損失，丁壩河床演變規(guī)律以及丁壩繞流的數(shù)值模擬等‘’州。丁壩水流結(jié)構(gòu)的研究內(nèi)容主要有丁壩上游來水壅起高度、回流區(qū)域長度、丁壩水流動(dòng)水壓力特征、丁壩水流流態(tài)、丁壩水流水頭損失等，綜合來說就是丁壩水流流場和自由水面兩個(gè)方面?’”1。水流流過丁壩時(shí)，由于丁壩的阻擋水流和挑流作用，水流被分成兩部分，束窄的主流區(qū)(圖1．3，A區(qū))和丁壩的上游回流區(qū)和下游回流區(qū)兩個(gè)(圖1．3，B、C區(qū)1。髫——t<多(毳，圖1．3丁壩的水流結(jié)構(gòu)圖Fig．1．3Pictur
6、eofthenowchartaroundspurdike第一章緒論圖1．4單壩回流區(qū)圖Fig．1．4PictureofrefluxaI℃aofsingled鋤由于丁壩的阻水作用，壩后形成一個(gè)回流區(qū)，在主流區(qū)與回流區(qū)的臨界面上，產(chǎn)生了速度梯度，相應(yīng)地也就產(chǎn)生了切力，從而拉動(dòng)靜水向下游流動(dòng)，根據(jù)流體的連續(xù)性，靠近岸邊的靜水補(bǔ)充空隙，這樣就形成丁壩壩后回流區(qū)。水流中的泥沙能夠在壩后回流區(qū)域沉積下來?？梢?，丁壩之所以對(duì)河岸具有保護(hù)作用是因?yàn)樗髟趬魏蠡亓鲄^(qū)的減速和泥沙的淤積n“。根據(jù)丁壩壩軸方向與水流方向的夾角a不同，可將丁壩分為上挑丁壩(a>90勺、正挑丁壩(a=900)和下挑丁壩(a<900)。夾
7、角a值，對(duì)丁壩水流的結(jié)構(gòu)、丁壩壩后回流區(qū)的大小和壩后淤沙效果均產(chǎn)生不同影響，參見表1．1和圖1．5。表1．1丁壩的效果對(duì)比表1Iab．1．1Spurdikee儂斌comparisontabIea<90。(下挑丁壩)a>90。(上挑丁壩)水流漫過丁壩后，沿與壩軸線呈垂直方沿與壩軸線呈垂直的方向流向河中向流向河岸，使壩根和河岸受到?jīng)_刷，心，沿丁壩背水坡形成平軸環(huán)流，漫水_】^壩環(huán)流的底流流向壩根和河岸
