亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        土堤加糙透水式預(yù)制塊護坡消浪效果模型試驗

        2017-03-27 00:55:40李火坤李怡靜徐旺敏劉伍根
        農(nóng)業(yè)工程學報 2017年4期
        關(guān)鍵詞:消浪光面六邊形

        李火坤,杜 磊,李怡靜,徐旺敏,劉伍根

        ?

        土堤加糙透水式預(yù)制塊護坡消浪效果模型試驗

        李火坤1,杜 磊1,李怡靜1※,徐旺敏2,劉伍根2

        (1.南昌大學建筑工程學院,南昌 330031; 2.上饒市水利科學研究所,上饒 334000)

        波浪爬高是確定土堤堤頂高程的重要參數(shù)之一,土堤坡面護坡的消浪效果將直接影響波浪的爬高,在土堤護坡工程中,光面混凝土預(yù)制塊護坡應(yīng)用最為廣泛,但其消浪效果較差,為了解決這一的問題,該文以鄱陽湖上饒片區(qū)堤防工程為例,通過增加護坡預(yù)制塊糙滲系數(shù)提出了凹槽嵌固式正六邊形預(yù)制塊、Z字型混凝土預(yù)制塊和嵌固式四邊形空心預(yù)制塊等3種護坡體型,通過建立護坡消浪室內(nèi)物理模型試驗系統(tǒng),對比分析了3種預(yù)制塊相對于傳統(tǒng)光面混凝土預(yù)制塊護坡的消浪效果,提出了3種預(yù)制塊糙滲系數(shù)計算取值。試驗結(jié)果表明:與光面混凝土預(yù)制塊護坡相比,該文設(shè)計的3種預(yù)制塊護坡對波浪的爬高都有較大幅度的抑制,坡面上波浪爬高試驗結(jié)果從小到大依次為凹槽嵌固式正六邊形預(yù)制塊、Z字型混凝土預(yù)制塊、嵌固式四邊形空心預(yù)制塊、光面混凝土預(yù)制塊;3種預(yù)制塊護坡相對于光面混凝土預(yù)制塊的波浪爬高衰減率(波浪爬高減小比例)依次為35.0%、30.2%和26.23%,計算得到對應(yīng)的糙滲系數(shù)取值分別為0.76、0.77、0.79。綜合消浪效果及節(jié)約工程成本分析,采用凹槽嵌固式正六邊形預(yù)制塊護坡最佳,具有良好的推廣價值和發(fā)展前景。

        堤防;預(yù)制結(jié)構(gòu); 護坡;消浪;模型試驗;糙滲系數(shù)

        0 引 言

        近十幾年來,江西省針對鄱陽湖區(qū)重點圩堤防洪標準低、險工險段多的問題,開展了湖區(qū)堤防的除險加固建設(shè),其建設(shè)項目主要有圩堤加高培厚、護坡護岸、堤基堤身防滲處理、涵閘加固等[1]。為保護堤防免受洪水沖刷、風浪沖擊,多數(shù)湖區(qū)或河段都需設(shè)置護坡;堤防工程建設(shè)中,通常采用混凝土、干砌石、漿砌石、模裝混凝土、草皮等不同材料的護坡,用以提高抗沖、消浪、抗?jié)B能力。當波浪行近堤岸時,水體沿堤坡斜面爬升的垂直高度稱為波浪爬高[2],湖泊與水庫的堤岸、以及海塘等水工建筑物均由設(shè)計水位和波浪爬高來確定堤頂高程,因此護坡的消浪效果將直接影響堤防的設(shè)計高度。傳統(tǒng)光面混凝土預(yù)制塊護坡在我國土堤護坡工程中應(yīng)用最為廣泛,但其也存在消浪效果差,無排水反濾和安全性差等一系列問題[3-4],為解決這些問題,新型防浪預(yù)制塊的提出顯得尤為重要,如農(nóng)業(yè)引水湖泊及水庫堤防防護工程中,護坡預(yù)制塊具有良好的消浪效果,可提高水庫堤防防洪能力,保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全,同時預(yù)制塊護坡可起到降低堤防工程水土流失的作用[5-6],因此新型防浪預(yù)制塊的提出對土堤護坡工程具有重要意義。

        在預(yù)制塊護坡體型結(jié)構(gòu)及其消浪效果研究方面, Mutray等[7]根據(jù)法國格勒諾布爾水力研究和應(yīng)用公司研制的扭王字塊設(shè)計出X型塊體,并對該塊體進行了安放和結(jié)構(gòu)強度的研究。Merrifield等[8]設(shè)計的扭工字塊體(杜洛斯方塊)在東倫敦港防波堤中應(yīng)用非常成功,扭工字塊體孔隙率大,能較好地降低波浪爬高。張玉清等[9]結(jié)合沈陽市鳥島公園河道護坡工程,設(shè)計了鉸接式混凝土砌塊,并從水土保持效益、生態(tài)景觀效應(yīng)和經(jīng)濟效應(yīng)3個方面進行了分析,表明該護坡具有良好的推廣前景。鄧海忠等[10-11]對傳統(tǒng)正六邊棱柱體混凝土預(yù)制塊護坡的結(jié)構(gòu)和功能進行了改進,設(shè)計出堤壩凹形反濾排水式混凝土護坡預(yù)制塊。王旭君等[12]針對傳統(tǒng)正六邊形混凝土預(yù)制塊所具有的特性,經(jīng)過大量研究和分析,提出了設(shè)置有連鎖反濾凹槽的混凝土預(yù)制塊,改進后的混凝土預(yù)制塊可降低工程成本。余廣明等[13]設(shè)計了翼型和蛙式2種混凝土護坡預(yù)制塊,并對其進行了抗浪性能試驗,試驗表明塊體的抗浪性能優(yōu)越。當前預(yù)制塊研究主要針對結(jié)構(gòu)設(shè)計及在實際工程中應(yīng)用等方面[9-13],對于預(yù)制塊糙滲系數(shù)研究較少,而糙滲系數(shù)直接影響土堤護坡波浪爬高,是土堤堤頂高程設(shè)計必不可少的參數(shù),因此糙滲系數(shù)的獲取為預(yù)制塊的應(yīng)用和推廣帶來極大便利。本文以鄱陽湖上饒片區(qū)堤防工程為例,在前人研究的基礎(chǔ)上,提出3種預(yù)制塊護坡體型,并基于重力相似準則設(shè)計并建立了護坡消浪室內(nèi)物理模型試驗系統(tǒng),開展了波浪爬高室內(nèi)模型試驗,對比分析3種預(yù)制塊相對于傳統(tǒng)光面混凝土預(yù)制塊的消浪效果,計算這3種預(yù)制塊糙滲系數(shù),擬基于消浪效果的試驗結(jié)果和工程造價提出最佳護坡體型,以期在土堤護坡[14-18]工程中得以推廣和發(fā)展。

        1 預(yù)制塊護坡體型設(shè)計

        1.1 預(yù)制塊結(jié)構(gòu)體型設(shè)計

        土堤波浪爬高的主要影響因素有斜坡坡度、堤前水深、坡面糙率和透水性、風浪要素以及相對于建筑物的入射波向等[19-21]。為了改善傳統(tǒng)光面混凝土預(yù)制塊安全性和整體性差、無反濾排水、波浪爬高高等問題[12],本文以增加預(yù)制塊糙率和透水性為基本原則,提出了凹槽嵌固式正六邊形預(yù)制塊、Z字型混凝土預(yù)制塊和嵌固式四邊形空心預(yù)制塊3種護坡體型,該3種預(yù)制塊護坡相對于傳統(tǒng)光面混凝土預(yù)制塊護坡增加了凹槽、消浪坎、排水孔以及鎖卡等結(jié)構(gòu),其中凹槽和消浪坎可以很大程度上增加預(yù)制塊糙率,排水孔及鎖卡之間形成的空隙加大了預(yù)制塊透水能力,鎖卡的設(shè)計還可防止預(yù)制塊發(fā)生滑移,增加護坡的整體穩(wěn)定性。新型預(yù)制塊護坡結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計主要依據(jù)為《堤防工程設(shè)計規(guī)范》(GB50286-2013)(以下簡稱“規(guī)范”)要求以及近年來學者對護坡預(yù)制塊的研究成果[7-13]。

        1)凹槽嵌固式正六邊形預(yù)制塊護坡。該預(yù)制塊是基于傳統(tǒng)光面混凝土預(yù)制塊改良設(shè)計的,預(yù)制塊為邊長40 cm的正六邊形結(jié)構(gòu)。排水孔孔徑按規(guī)范要求取值為10 cm;鎖卡設(shè)計為梯形,頂面和底面寬分別為4和7 cm,厚度與預(yù)制塊相等;消浪坎高為5 cm;凹槽截面為直徑5 cm半圓,預(yù)制塊結(jié)構(gòu)如圖1所示。

        2)Z字型混凝土預(yù)制塊護坡。參考“規(guī)范”所列工程案例:①美國的密西西比河采用的鉸鏈混凝土排,由尺寸為122 cm×36 cm×7.6 cm的加筋混凝土板組成;②長江武漢河段天興洲護岸采用的鉸鏈混凝土板,尺寸為100 cm×40 cm×8 cm?;谏鲜龉こ贪咐字型混凝土預(yù)制塊尺寸為100 cm×55 cm。該護坡通過鎖卡之間形成的空隙來增加透水性,因此相對于凹槽嵌固式正六邊形預(yù)制塊鎖卡尺寸有所增加,短邊上鎖卡尺寸較大,頂面和底面寬分別為10和15 cm,高為20 cm,長邊鎖卡頂面和底面寬分別為10和20 cm,高為5 cm。消浪坎的高度為5 cm,預(yù)制塊結(jié)構(gòu)如圖2所示。

        3)嵌固式四邊形空心預(yù)制塊護坡。該護坡與Z字型混凝土預(yù)制塊相似均為四邊形結(jié)構(gòu),基于上述規(guī)范所舉工程案例取嵌固式四邊形空心預(yù)制塊尺寸為80 cm× 60 cm。預(yù)制塊4條邊上均設(shè)置了梯形鎖卡,鎖卡頂面和底面寬分別為10和20 cm,高為5 cm,由于該預(yù)制塊單塊塊體面積較大,因此設(shè)計中加大了排水孔孔徑,為15 cm,消浪坎未單獨設(shè)計,而是將預(yù)制塊長邊鎖卡抬高5 cm組成消浪坎,凹槽截面為寬5 cm,高5 cm矩形,結(jié)構(gòu)如圖3所示。

        設(shè)計的3種預(yù)制塊中凹槽嵌固式正六邊形預(yù)制塊表面粗糙度較大,且整體鋪設(shè)效果美觀;Z字型混凝土預(yù)制塊結(jié)構(gòu)簡單,制作和鋪設(shè)方便,鎖卡和消浪坎尺寸較大,單個塊體抗沖刷能力強,不易發(fā)生沖刷破壞;嵌固式四邊形空心預(yù)制塊結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,但鎖卡之間作用牢固,單個塊體穩(wěn)定性好,其中凹槽嵌固式正六邊形預(yù)制塊和嵌固式四邊形空心預(yù)制塊凹槽與排水孔之間相互連通,可加速預(yù)制塊護坡表面水流排出,防止凹槽中滯留水流形成水墊層影響消浪效果。

        1.2 預(yù)制塊厚度計算

        在波浪壓力和浮托力作用下,為滿足預(yù)制塊護坡整體穩(wěn)定要求,預(yù)制塊護坡厚度可按《水工設(shè)計手冊》中公式計算

        式中為預(yù)制塊厚度,m;為安全系數(shù),可采用壩坡穩(wěn)定安全系數(shù);γ為鋼筋混凝土容重,t/m3;γ為水的容重,t/m3;為沿堤坡方向預(yù)制塊長度,m;為堤坡與水平線所成夾角,(°);2為設(shè)計波高,m。

        本文根據(jù)鄱陽湖上饒片區(qū)風浪特性按上式計算得凹槽嵌固式正六邊形預(yù)制塊厚度為12 cm,Z字型混凝土預(yù)制塊和嵌固式四邊形空心預(yù)制塊厚度為15 cm。

        2 預(yù)制塊護坡消浪物理模型試驗材料與方法

        2.1 模型試驗設(shè)計與試驗裝置

        本次模型試驗基于重力相似準則設(shè)計,以鄱陽湖上饒片區(qū)饒北河防洪堤左岸為例進行模型制作,堤防原型高度為5 m,堤防斜坡坡率=1∶2.5,模型幾何比尺為1∶10。本次模型試驗在波浪水槽中進行,水槽兩側(cè)為透明玻璃,總長8 m,寬0.4 m,高1 m,在水槽尾端填筑堤防模型,斜坡迎水面前側(cè)放置造波機,如圖4所示。造波系統(tǒng)采用推板式造波機,推板與槽底鉸接且轉(zhuǎn)動角度可供調(diào)節(jié),以此產(chǎn)生不同波高的波浪,通過調(diào)節(jié)造波機控制器可產(chǎn)生不同周期的波浪,如圖5所示。

        各預(yù)制塊按選定幾何比尺1∶10制作,為保證試驗結(jié)果的準確性,對光面混凝土預(yù)制塊進行勾縫處理,反濾層采用2 cm厚細沙墊層和土工布組合進行反濾[22-23]。各預(yù)制塊護坡鋪設(shè)效果如圖6所示。

        1.預(yù)制塊護坡 2.反濾層 3.土體 4.造波機

        1.Prefabricated block revetment 2.Inverted filter 3.Soil 4.Wave maker

        注:為堤前水深;為波高。

        Note:is water depth;is wave height.

        圖4 試驗布置示意圖

        Fig.4 Schematic diagram of experimental arrangement

        a. 光面混凝土預(yù)制塊護坡a. Smooth concrete prefabricated block revetmentb. 凹槽嵌固式正六邊形預(yù)制塊護坡b. Concave and embedded regular hexagon type prefabricated block revetment c. Z字型混凝土預(yù)制塊護坡c. Z type prefabricated concrete block revetmentd. 嵌固式四邊形空心預(yù)制塊護坡d. Embedded quadrangle type prefabricated hollow block revetment

        模型試驗分別在3種不同堤前水深和3種不同造波周期組合工況下進行,即每組堤前水深分別進行3種不同造波周期下的波浪爬高試驗。每種預(yù)制塊模型在不同工況下共進行了9組試驗,測量各組試驗波浪爬高。波浪爬高測量采取攝影測量法[24-25],波浪在坡面爬高的確定采用坡面波浪痕跡及攝影捕捉相結(jié)合的方法確定,該攝影測量為二維目標測量,在堤防模型兩側(cè)設(shè)置標尺,攝像機鏡頭與堤防斜坡面保持平行,則坡面上圖像將按一定比尺縮小呈現(xiàn)在像平面上,找出視頻中波浪爬高最大時刻截取圖片,借助AutoCAD工程軟件讀取斜坡面上波浪爬高(水痕最高處)在標尺上讀數(shù);該方法的測量精度在模型試驗之前進行了測試,每10 cm誤差在±1 mm左右。

        2.2 模型試驗工況

        模型試驗堤前水深分別為23.6,30.6和37.15 cm,波浪周期分別為1.5,1.875和2.5 s,即各預(yù)制塊都進行9個工況的模型試驗,分別測量各工況坡面波浪爬高[26-29],試驗工況如表1所示。

        表1 試驗工況

        3 模型試驗結(jié)果與分析

        3.1 消浪效果對比

        模型試驗中發(fā)現(xiàn),各預(yù)制塊坡面的最大波浪爬高均出現(xiàn)在前幾個周期中,因此本文測量前20個周期各預(yù)制塊波浪爬高值并取出最大波浪爬高進行消浪效果對比,統(tǒng)計9種工況下最大波浪爬高如表2所示。

        表2 預(yù)制塊坡面最大波浪爬高

        除工況3、工況4和工況6外,其余6種工況坡面最大波浪爬高從小至大的總體規(guī)律依次為凹槽嵌固式正六邊形預(yù)制塊、Z字型混凝土預(yù)制塊、嵌固式四邊形空心預(yù)制塊、光面混凝土預(yù)制塊。從試驗數(shù)據(jù)來看,工況3、工況4和工況6與其余6種工況下的坡面最大波浪爬高規(guī)律出現(xiàn)差異,其主要原因是該3種工況下波浪水流在坡面上出現(xiàn)了擾動現(xiàn)象,當坡面回落水流正好與來波相遇時,坡面波浪水流將發(fā)生擾動;由于波浪水流擾動的發(fā)生受波浪周期、波浪爬高以及回落水流流速等多個因素影響,因此在試驗中很難避免,且同一工況下各預(yù)制塊擾動程度也會不同;從試驗拍攝的視頻中可以看到,工況3和工況6下嵌固式四邊形空心預(yù)制塊擾動明顯,工況4下光面混凝土預(yù)制塊擾動明顯。由于波浪水流擾動對預(yù)制塊的消浪效果分析會產(chǎn)生一定程度的誤判,因此在分析預(yù)制塊護坡消浪效果時,該3個工況數(shù)據(jù)不計入最終的統(tǒng)計分析。

        本文以光面混凝土預(yù)制塊波浪爬高為基準,計算新設(shè)計的3種預(yù)制塊相對于光面混凝土預(yù)制塊波浪爬高衰減率用以分析其消浪效果,計算公式如下

        式中為本文設(shè)計的3種預(yù)制塊相對光面混凝土預(yù)制塊波浪爬高衰減率,%;R為本文設(shè)計的3種預(yù)制塊波浪爬高,m;R為光面混凝土預(yù)制塊波浪爬高,m。

        計算結(jié)果如表3所示,以該衰減率評定設(shè)計的3種預(yù)制塊的消浪效果,由表3中數(shù)據(jù)可知,設(shè)計的3種預(yù)制塊護坡中,凹槽嵌固式正六邊形預(yù)制塊護坡相對于光面混凝土預(yù)制塊護坡消浪效果最好,波浪爬高衰減35.0%,其次是Z字型混凝土預(yù)制塊,波浪爬高衰減30.2%,最后是嵌固式四邊形空心預(yù)制塊,波浪爬高衰減26.23%。

        表3 各工況下3種預(yù)制塊相對于光面混凝土預(yù)制塊消浪效果

        3.2 預(yù)制塊糙滲系數(shù)計算

        根據(jù)規(guī)范中波浪爬高計算公式

        式中R為累計頻率為的波浪爬高,m;Δ為斜坡的糙滲系數(shù);為經(jīng)驗系數(shù);為波浪爬高累計頻率換算系數(shù);為斜坡坡率,=cot;為堤前波浪平均爬高,m;為堤前波浪波長,m。

        同一工況下,式(3)中除糙滲系數(shù)不同外其余各參數(shù)取值均相同,光面混凝土預(yù)制塊糙滲系數(shù)取值在規(guī)范中已給出為1.0,根據(jù)試驗中測量的光面混凝土預(yù)制塊波浪爬高及新設(shè)計的3種預(yù)制塊波浪爬高,采用比值法計算3種預(yù)制塊糙滲系數(shù)[30],計算結(jié)果如表4所示。

        表4 預(yù)制塊坡面最大波浪爬高及3種預(yù)制塊糙滲系數(shù)

        在實際工程設(shè)計中出于偏安全考慮,因此取6種工況中各預(yù)制塊糙滲系數(shù)計算最大值作為最終取值,即凹槽嵌固式正六邊形預(yù)制塊糙滲系數(shù)為0.76,Z字型混凝土預(yù)制塊糙滲系數(shù)為0.77,嵌固式四邊形空心預(yù)制塊糙滲系數(shù)為0.79。

        3.3 工程造價分析

        預(yù)制塊護坡工程造價對比主要分為2個部分,一是相同厚度下各預(yù)制塊護坡混凝土用量,二是根據(jù)消浪效果降低堤頂高程情況,通過這兩部分對比分析綜合評定各預(yù)制塊護坡工程造價。

        取相同厚度為15 cm的凹槽嵌固式正六邊形預(yù)制塊、Z字型混凝土預(yù)制塊、嵌固式四邊形空心預(yù)制塊和光面混凝土預(yù)制塊護坡計算其每100 m2護坡面積混凝土用量,計算公式如下

        式中為每100 m2堤防所需混凝土用量,m3;V為各預(yù)制塊單個塊體混凝土用量,m3;S為各預(yù)制塊單個塊體所占面積(包括部分空隙面積),m2。

        計算結(jié)果如表5所示,由表可知,同等厚度的情況下,凹槽嵌固式正六邊形預(yù)制塊相對于光面混凝土預(yù)制塊每100 m2護坡面積混凝土用量減少17.13%;Z字型混凝土預(yù)制塊增加14.67%;嵌固式四邊形空心預(yù)制塊減少11.40%。3種預(yù)制塊相對于光面混凝土預(yù)制塊波浪爬高均有所衰減,堤頂高程也可相應(yīng)減小。以光面混凝土預(yù)制塊護坡波浪爬高為1 m為例,凹槽嵌固式正六邊形預(yù)制塊護坡相對于光面混凝土預(yù)制塊護坡可降低堤頂高程0.35 m,Z字型混凝土預(yù)制塊護坡可降低堤頂高程0.30 m,嵌固式四邊形空心預(yù)制塊護坡可降低堤頂高程0.26 m。

        表5 工程造價分析

        綜上分析可知,3種預(yù)制塊相對于光面混凝土預(yù)制塊護坡工程造價都有所降低,從造價考慮其中凹槽嵌固式正六邊形預(yù)制塊最好,其次是嵌固式四邊形空心預(yù)制塊,最后是Z字型混凝土預(yù)制塊。其中凹槽嵌固式正六邊形預(yù)制塊相對于光面混凝土預(yù)制塊消浪效果最好,且混凝土用量最少,故選取凹槽嵌固式正六邊形預(yù)制塊為最佳護坡體型。

        4 結(jié) 論

        本文以鄱陽湖上饒片區(qū)堤防工程為例,設(shè)計了3種防浪預(yù)制塊,通過室內(nèi)模型試驗,研究了設(shè)計的凹槽嵌固式正六邊形預(yù)制塊、Z字型混凝土預(yù)制塊和嵌固式四邊形空心預(yù)制塊相對于傳統(tǒng)光面混凝土預(yù)制塊的消浪效果,采用比值法計算了該3種預(yù)制塊的糙滲系數(shù),并進行了工程造價對比。得到主要結(jié)論如下:

        1)波浪爬高受很多的因素影響,其中糙滲系數(shù)是非常重要的一個參數(shù),當增大預(yù)制塊表面糙率和透水性時,可以很大程度上降低波浪爬高。

        2)凹槽嵌固式正六邊形、Z字型、嵌固式四邊形空心預(yù)制塊中凹槽嵌固式正六邊形預(yù)制塊護坡相對光面混凝土預(yù)制塊護坡波浪爬高衰減35.0%,糙滲系數(shù)為0.76;Z字型混凝土預(yù)制塊波浪爬高相對光面混凝土預(yù)制塊護衰減30.2%,糙滲系數(shù)為0.77;嵌固式四邊形空心預(yù)制塊波浪爬高相對光面混凝土預(yù)制塊護坡衰減26.23%,糙滲系數(shù)為0.79。凹槽嵌固式正六邊形預(yù)制塊消浪效果最好,同時該預(yù)制塊護坡體型具有最低的工程造價,為最佳護坡體型。

        本文結(jié)果對于改善鄱陽湖區(qū)堤防護坡具有實用價值,波浪爬高的減小意味著可以降低堤防的堤頂高程,減小堤防工程量,降低工程造價。本文研究結(jié)果同樣可以適用于其他地區(qū)的土堤護坡工程,但預(yù)制塊厚度需根據(jù)實際工程中的風浪特性進行計算確定。

        [1] 王英華,周小華. 鄱陽湖堤防建設(shè)與鄱陽湖濕地保護[J]. 江西水利科技,2002,28(1):52-54.

        Wang Yinhua, Zhou Xiaohua. The dyke construction and the marsh protection of the Poyang lake area[J]. Jiangxi Hydraulic Science & Technology, 2002, 28(1): 52-54. (in Chinese with English abstract )

        [2] 水利部. GB 50286-2013, 堤防工程設(shè)計規(guī)范[S]. 北京:中國計劃出版社,2013.

        [3] 陳國平,王錚,袁文喜,等. 不規(guī)則波作用下波浪爬高計算方法[J]. 水運工程,2010(2):23-26.

        Chen Guoping, Wang Zheng, Yuan Wenxi, et al. Calculation of wave run-up under the irregular wave action[J]. Port & Waterway Engineering, 2010(2): 23-26. (in Chinese with English abstract )

        [4] 盛東升. 長江堤防中的混凝土護坡[J]. 山西建筑,2008,34(1):358.

        Sheng Dongsheng. Concrete revetment in Changjiang embankment[J]. Shanxi Architecture, 2008, 34(1): 358. (in Chinese with English abstract )

        [5] 趙建民,陳彩虹,李靖. 水土保持對黃河流域水資源承載力的影響[J]. 水利學報,2010,41(9):1079-1084.

        Zhao Jianmin, Chen Caihong, Li Jing. Impacts of soil and water conservation on water resources carrying capacity in Yellow River basin[J]. Journal of Hydraulic Engineering, 2010, 41(9): 1079-1084. (in Chinese with English abstract)

        [6] 劉寶元,劉瑛娜,張科利,等. 中國水土保持措施分類[J]. 水土保持學報,2013,27(2):80-84.

        Liu Baoyuan, Liu Yingna, Zhang Keli, et al. Classification for soil conservation practice in China[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2013, 27(2): 80-84. (in Chinese with English abstract )

        [7] Muttray M, Reedijk J, Vos-Rovers I, et al. Placement and structural strength of XblocR and other single layer armour units[C]//ICE Coastlines, Structures and Breakwaters, London:Thomas Telford, 2005: 1-12.

        [8] Merrifield E M, Zwamborn J A. The economic value of a new breakwater armour unit‘DOLOS’[J]. Coastal Engineering Proceedings, 1966, 1(10): 885-889.

        [9] 張玉清,宓永寧,王鐵良,等. 鉸接式混凝土砌塊護坡的設(shè)計和效益研究[J]. 水土保持研究,2011,18(2):17-20.

        Zhang Yuqing, Mi Yongning, Wang Tieliang, et al. Study on design and benefit of joint concrete block for slope protection[J]. Research of Soil and Water Conservation, 2011, 18(2): 17-20. (in Chinese with English abstract )

        [10] 鄧海忠,李沐春,張建華,等. 堤壩凹形反濾排水式混凝土護坡預(yù)制塊[J]. 資源環(huán)境與工程,2009,23(5):742-744.

        Deng Haizhong, Li Muchun, Zhang Jianhua, et al. Concave filtration drainage concrete dam slope protection precast block[J]. Resources Environment & Engineering, 2009, 23(5): 742-744. (in Chinese with English abstract )

        [11] 吳艷頻,鄧海忠,李沐春,等. 水利生態(tài)護坡環(huán)型混凝土塊:201588968[P]. 2012-01-11.

        [12] 王旭君,饒艷,魏繼中,等. 連鎖反濾凹槽混凝土預(yù)制塊結(jié)構(gòu)的改良設(shè)計[J]. 人民長江,2012,43(1):22-24.

        Wang Xujun, Rao Yan, Wei Jizhong, et al. Improved design of chain filtration concave concrete block[J]. Yangtze River, 2012, 43(1): 22-24. (in Chinese with English abstract)

        [13] 余廣明,婁洪恩,王永鈞. “翼型”、“蛙式”塊體抗浪性能[J]. 水利水運科學研究,1979(1):67-80.

        Yu Guangming, Lou Hong’en, Wang Yongjun. Wave-resisting characteristics of wing-type and frog-type armor units[J]. Hydro-Science and Engineering, 1979(1): 67-80. (in Chinese with English abstract)

        [14] 張興玲,胡夏嵩,李國榮,等. 青藏高原東北部黃土區(qū)灌木幼林根系護坡的時間效應(yīng)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報,2012,28(4):136-140.

        Zhang Xingling, Hu Xiasong, Li Guorong, et al. Time effect of young shrub roots on slope protection of loess area in Northeast Qinghai-Tibetan plateau[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2012, 28(4): 136-140. (in Chinese with English abstract)

        [15] 張艷,趙廷寧,史常青,等. 坡面植被恢復(fù)過程中植被與土壤特征評價[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報,2013,29(3):124-129.

        Zhang Yan, Zhao Tingning, Shi Changqing, et al. Evaluation of vegetation and soil characteristics during slope vegetation recovery procedure[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2013, 29(3): 124-129. (in Chinese with English abstract )

        [16] 蔣坤云,陳麗華,蓋小剛,等. 華北護坡闊葉樹種根系抗拉性能與其微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報,2013,29(3):115-122.

        Jiang Kunyun, Chen Lihua, Gai Xiaogang, et al. Relationship between tensile properties and microstructures of three different broadleaf tree roots in North China[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2013, 29(3): 115-122. (in Chinese with English abstract )

        [17] 肖衡林,馬強,葉建軍,等. 水泥泥炭與纖維基干噴生態(tài)護坡基材配方優(yōu)化及現(xiàn)場試驗[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報,2015,31(2):221-225.

        Xiao Henglin, Ma Qiang, Ye Jianjun, et al. Optimization on formulation of peat-fiber-cement-based dry-sprayed substrate for slope ecological protection by site experiment[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(2): 221-225. (in Chinese with English abstract )

        [18] 朱海麗,胡夏嵩,毛小青,等. 護坡植物根系力學特性與其解剖結(jié)構(gòu)關(guān)系[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報,2009,25(5):40-44.

        Zhu Haili, Hu Xiasong, Mao Xiaoqing, et al. Relationship between mechanical characteristics and anatomical structures of slope protection plant root[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2009, 25(5): 40-44. (in Chinese with English abstract )

        [19] 余廣明. 堤壩防浪護坡設(shè)計[M]. 北京:水利電力出版社,1987:119.

        [20] 安蒙華,蔣勤,張長寬. 波浪在斜坡堤上傳播的數(shù)值模擬[J]. 水運工程,2014(6):25-29.

        An Menghua, Jiang Qin, Zhang Changkuan. Numerical simulation of wave propagation on sloping dike[J]. Port & Waterway Engineering, 2014(6): 25-29. (in Chinese with English abstract )

        [21] 何秉順,孫東亞. 荷蘭關(guān)于波浪爬高和越浪量的計算方法[J]. 水利水電技術(shù),2007,38(2):84-86.

        He Bingshun, Sun Dongya. Calculation method of wave run-up and overtopping in Netherlands[J]. Water Resources and Hydropower Engineering, 2007, 38(2): 84-86. (in Chinese with English abstract )

        [22] 程琨,劉煥芳,周銀軍. 砂石反濾層設(shè)計方法的探討[J]. 石河子大學學報:自然科學版,2006,24(2):241-243.

        Cheng Kun, Liu Huanfang, Zhou Yinjun. Studies on the design of sand/gravel anti-filter layer[J]. Journal of Shihezi University: Natural Science, 2006, 24(2): 241-243. (in Chinese with English abstract )

        [23] 陳輪,易華強,許齊,等. 土工織物反濾系統(tǒng)土體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性模擬試驗研究[J]. 水利發(fā)電學報,2006,25(4):117-120.

        Chen Lun, Yi Huaqiang, Xu Qi, er al. The study of the structure stability simulated tests in soil-geotextile filtration system[J]. Journal of Hydroelectric Engineering, 2006, 25(4): 117-120. (in Chinese with English abstract )

        [24] 齊占輝. 視頻圖像坐標變換和波浪爬高的圖像處理研究[D]. 天津:國家海洋中心,2009:1-44.

        Qi Zhanhui. Video Image Coordinate Transformation and the Image Processing of Wave Run-up Research[D]. Tianjin: National Ocean Technology Center, 2009: 1-44. (in Chinese with English abstract)

        [25] 韓勇,李弘階,陳帥. 基于數(shù)字近景攝影測量法的混凝土構(gòu)件裂縫檢測[J]. 人民長江,2010,41(12):74-76.

        Han Yong, Li Hongjie, Chen Shuai. Crack detection of concrete components based on digital close-range photogrammetry[J]. Yangtze River, 2010, 41(12): 74-76. (in Chinese with English abstract )

        [26] 王晶,程永舟,楊小樺,等. 新型透空板式防波堤消浪效果試驗研究[J]. 船舶力學,2015,19(1/2):88-89.

        Wang Jing, Cheng Yongzhou, Yang Xiaohua, et al. Experimental study on wave dissipation of new plate breakwaters[J]. Journal of Ship Mechanics, 2015, 19(1/2): 88-89. (in Chinese with English abstract )

        [27] 周效國,李雨,江沭淮,等. 多層直立開孔擋板透空式防波堤消浪性能試驗研究[J]. 水運工程,2014(1):31-35.

        Zhou Xiaoguo, Li Yu, Jiang Shuhuai, et al. Experiment study on wave dissipation performance of permeable breakwater of multi-layer upright wave board with holes[J]. Port & Waterway Engineering, 2014(1): 31-35. (in Chinese with English abstract)

        [28] 王登婷,潘軍寧,黃海龍,等. 竹排浮式結(jié)構(gòu)消浪效果模型試驗研究[J]. 水運工程,2006(6):12-14.

        Wang Dengting, Pan Junning, Huang Hailong, et al. Experimental research on wave-consumption of bamboo-mattress floating breakwater[J]. Port & Waterway Engineering, 2006(6): 12-14. (in Chinese with English abstract )

        [29] 寇雨豐,肖龍飛,劉建輝,等. 新型超大型浮式海上基地消浪室方案試驗研究[J]. 船舶力學,2016,20(7):833-838.

        Kou Yufeng, Xiao Longfei, Liu Jianhui, et al. Experimental research on the wave-breaking chambers of very Large Floating Offshore Base.[J]. Journal of Ship Mechanics, 2016, 20(7): 833-838. (in Chinese with English abstract )

        [30] 廖可陽. 波浪作用下GABION(格賓)護岸試驗研究[D]. 長沙:長沙理工大學,2008:31-44.

        Liao Keyang. Experimental research on GABION revement structures under waves action[D]. Changsha: Changsha University of Science & Technology, 2008: 31-44. (in Chinese with English abstract)

        Model test on wave dissipation effect of roughened embankment with permeable prefabricated block for slope protection

        Li Huokun1, Du Lei1, Li Yijing1※, Xu Wangmin2, Liu Wugen2

        (1.,,330031,; 2.,334000,)

        Wave run-up is a key parameter in determining the crest elevation of earth embankments, and it is considerably affected by the wave reduction effect of protection slope. Smooth concrete prefabricated block is widely used in the slope protection of embankments. However, its wave reduction effect is relatively poor. To solve this problem, 3 new kinds of prefabricated blocks were designed to improve the wave reduction effect by increasing the roughness coefficient of the prefabricated block, including concave and embedded regular hexagon type prefabricated block, Z type prefabricated concrete block and embedded quadrangle type prefabricated hollow block. According to the formula in Handbook of hydraulic structure design, the thickness of prefabricated block was calculated, and then a laboratorial physical model experiment was performed in a wave flume for the slope protection and wave dissipation. Nine tests were carried out under 3 water depths (23.6, 30.6 and 37.15 cm) and 3 wave periods (1.5, 1.875 and 2.5 s). In the experiment, waves were produced by a wave maker, and the wave run-up was measured by a photogrammetric method. The wave reduction effects of the 3 new kinds of prefabricated blocks were assessed by the reduction ratio of the wave run-up compared with the smooth concrete prefabricated block. Additionally, the values of the 3 new kinds of prefabricated blocks’ roughness coefficient were proposed. The experiment results showed that, compared with the smooth concrete prefabricated block, the 3 kinds of prefabricated blocks proposed in this paper had obvious inhibiting effects on wave run-up. The concave and embedded regular hexagon type prefabricated block had the most inhibiting effect, followed by the Z type prefabricated concrete block and embedded quadrangle type prefabricated hollow block. Their wave run-up decay rates (the reduction ratio of the new designs to the smooth concrete prefabricated block) were 35.0%, 30.2% and 26.23%, respectively, and corresponding roughness coefficients were 0.76, 0.77 and 0.79, respectively. Finally, the economic benefits of the 3 kinds of new designed prefabricated blocks were analyzed in this paper. It was mainly divided into 2 parts, the revetment concrete amount with the same thickness, and the extent of crest elevation reduction by the wave reduction effects. According to the comprehensive comparison and analysis, the concave and embedded regular hexagon type prefabricated block consumed less concrete amount, which decreased by 17.13% compared with the smooth concrete prefabricated block, and wave run-up was more reduced. For example, if the wave run-up of the smooth concrete prefabricated block was 1.0 m, the concave and embedded regular hexagon type prefabricated block would be 0.65 m, the Z type prefabricated concrete block would be 0.70 m, and the embedded quadrangle type prefabricated hollow block would be 0.74 m. Consequently, considering the effect of revetment wave and economic benefit, the concave and embedded regular hexagon type prefabricated block is the best choice in the slope protection and has popularization value and development prospects.

        embankments; prefabricated construction ; slope protection; attenuate waves; model test; roughness infiltration coefficient

        10.11975/j.issn.1002-6819.2017.04.021

        S277; TV871

        A

        1002-6819(2017)-04-0146-07

        2106-06-15

        2017-02-13

        國家自然科學基金項目(51269019,51469015,41501454);江西省水利廳科技項目(KT201439)。

        李火坤,男,湖南長沙人,教授,博士,主要從事水工水力學與工程安全檢測方面研究。南昌南昌大學建筑工程學院,330031。 Eamil:lihuokun@ncu.edu.cn

        李怡靜,女,江西南昌人,副教授,博士,主要從事水利工程安全監(jiān)測方向研究。南昌南昌大學建筑工程學院,330031。 Eamil:ejinn@ncu.edu.cn

        李火坤,杜 磊,李怡靜,徐旺敏,劉伍根. 土堤加糙透水式預(yù)制塊護坡消浪效果模型試驗[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報,2017,33(4):146-152. doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2017.04.021 http://www.tcsae.org

        Li Huokun, Du Lei, Li Yijing, Xu Wangmin, Liu Wugen. Model test on wave dissipation effect of roughened embankment with permeable prefabricated block for slope protection[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(4): 146-152. (in Chinese with English abstract) doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2017.04.021 http://www.tcsae.org

        猜你喜歡
        消浪光面六邊形
        為什么向日葵總是朝著太陽?
        知識快餐店 到處都是六邊形
        隧道光面爆破施工關(guān)鍵技術(shù)
        海堤工程立體組合消浪關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用
        人民珠江(2021年4期)2021-04-21 09:20:42
        創(chuàng)意六邊形無限翻
        童話世界(2018年32期)2018-12-03 05:14:56
        怎樣剪拼
        怎樣剪拼
        光面爆破在卡魯瑪尾水隧洞開挖中的改進與應(yīng)用
        工程爆破(2016年6期)2017-01-10 03:16:40
        嵐山港區(qū)15#、16#泊位開孔式沉箱結(jié)構(gòu)碼頭消浪效果試驗研究
        中國水運(2015年8期)2015-11-09 15:11:51
        破碎波條件下海岸防浪林對波浪爬高消減的試驗研究
        99视频一区| 婷婷五月深深久久精品| 人妻色综合网站| 伊人大杳焦在线| 亚洲va久久久噜噜噜久久男同| 黄色a级国产免费大片| 又硬又粗又大一区二区三区视频| 中文字幕亚洲无线码高清| 亚洲人成网站18男男| 亚洲成人av一区二区| 国产一区二区精品亚洲| 亚洲精品无码久久久| 日韩乱码人妻无码中文字幕视频 | 四川丰满少妇被弄到高潮| 久久99精品久久久66| 亚洲av资源网站手机在线| 国产日韩精品中文字幕| 色拍自拍亚洲综合图区| 国产精品三级在线观看| 久久久99精品视频| 久久国产精品懂色av| 包皮上有一点一点白色的| 国产精品vⅰdeoxxxx国产| 少妇放荡的呻吟干柴烈火动漫| 久久亚洲黄色| 99re国产电影精品| 麻豆夫妻在线视频观看| 一区二区三区美女免费视频| 国产97色在线 | 亚洲| 久久亚洲日本免费高清一区| 日本啪啪视频一区二区| 乱人伦精品视频在线观看| 婷婷开心深爱五月天播播| 中文字幕无码免费久久99| 亚洲中文字幕一区av| 成 人 免 费 黄 色| 国产一区二区三区影院| 国产日韩A∨无码免费播放| 国产精品一区二区三区不卡| 偷拍视频网址一区二区| 桃花影院理论片在线|