長江上游航道整治建筑物水毀機(jī)理及監(jiān)測修復(fù)技術(shù)
本書以長江上游航道整治建筑物水毀為研究對象，統(tǒng)計分析了整治建筑物的水毀類型及特征。在此基礎(chǔ)上，通過物理模型試驗(yàn)和數(shù)學(xué)模型計算，重點(diǎn)研究不同結(jié)構(gòu)型式的丁壩的水力特性及水毀機(jī)理，深入分析了整治建筑物破壞與水流泥沙運(yùn)動及河床沖淤的關(guān)系，給出了整治建筑物水毀監(jiān)測及修復(fù)技術(shù)措施等。這些研究成果發(fā)展和完善了航道整治整治建筑物水毀模擬方法、航道整治的理論與技術(shù)等，對航道整治與河道治理具有重要的參考價值和指導(dǎo)意義。該書可供從事航道整治、河床演變、流域規(guī)劃與管理等方面的科技人員及高等院校有關(guān)專業(yè)的師生參考。
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目
第1章概論1
1.1研究背景及研究目的1
1.2航道整治建筑物水力特性研究現(xiàn)狀3
1.2.1丁壩水力學(xué)問題研究進(jìn)展3
1.2.2丁壩附近紊流特性的研究5
1.2.3整治建筑物三維水流數(shù)學(xué)模型發(fā)展現(xiàn)狀8
1.3航道整治建筑物水毀機(jī)理研究概況9
1.3.1丁壩沖刷深度與范圍研究9
1.3.2水毀機(jī)理與破壞程度11
1.3.3丁壩防沖措施12
1.3.4丁壩維護(hù)措施13
第2章長江上游航道整治建筑物類型及水毀情況15
2.1已建整治建筑物概況15
2.1.1整治建筑物基本情況15
2.1.2壩體類型及功能18
2.1.3整治建筑物工程結(jié)構(gòu)特征19
2.2已建壩體水毀情況分析20
2.2.1壩體的水毀類別20
2.2.2壩體水毀部位及破壞程度22
2.3壩體穩(wěn)定性影響因素研究26
2.3.1壩體水毀的主要影響因素26
2.3.2壩體水毀原因分析28
第3章概化模型試驗(yàn)設(shè)計及試驗(yàn)內(nèi)容32
3.1水槽概化模型設(shè)計32
3.1.1模型設(shè)計依據(jù)32
3.1.2模型各項(xiàng)比尺的確定33
3.2清水定床試驗(yàn)37
3.2.1定床試驗(yàn)方案38
3.2.2定床試驗(yàn)觀測內(nèi)容40
3.3清水動床沖刷試驗(yàn)48
3.3.1動床試驗(yàn)方案48
3.3.2動床試驗(yàn)觀測內(nèi)容49
第4章丁壩水力特性50
4.1水面線分布50
4.1.1縱向水面線50
4.1.2橫向水面線54
4.1.3水面線的二維分布59
4.2丁壩局部水頭損失60
4.2.1丁壩局部水頭損失理論研究60
4.2.2丁壩局部水頭損失分析62
4.3流速分布65
4.3.1整個測區(qū)流速分布65
4.3.2橫斷面垂線平均流速分布65
4.3.3橫剖面垂向流速分布71
4.3.4丁壩附近水流流態(tài)75
4.4水流紊動分析78
4.4.1水流紊動能分析78
4.4.2水流紊動強(qiáng)度分析82
第5章丁壩水毀機(jī)理90
5.1丁壩水毀過程分析90
5.1.1丁壩及床面變形分析90
5.1.2丁壩沖刷深度過程分析94
5.1.3丁壩壩面及背水坡水毀機(jī)理95
5.1.4丁壩壩根水毀現(xiàn)象及成因分析98
5.2丁壩沖刷坑的形成過程及計算公式102
5.2.1沖刷坑的形成過程102
5.2.2影響沖刷坑深度的主要因素102
5.2.3沖刷坑的范圍及確定方法104
5.2.4沖刷坑的計算公式105
5.2.5丁壩沖刷坑計算實(shí)例110
5.3丁壩對推移質(zhì)輸沙率影響分析111
5.3.1推移質(zhì)輸沙率計算公式的選擇111
5.3.2推移質(zhì)輸沙率沿程變化分析112
5.4丁壩周圍水流紊動與沖刷的關(guān)系114
5.5壩體結(jié)構(gòu)形式穩(wěn)定性及防沖措施研究116
5.5.1壩體結(jié)構(gòu)形式的穩(wěn)定性116
5.5.2丁壩護(hù)底防沖試驗(yàn)及防沖措施研究121
第6章航道整治建筑物水毀的預(yù)防及監(jiān)測修復(fù)措施125
6.1整治建筑物穩(wěn)定性的預(yù)防措施125
6.1.1整治建筑物布置方案設(shè)計上預(yù)防125
6.1.2整治建筑物材料和結(jié)構(gòu)形式上預(yù)防128
6.1.3整治建筑物維護(hù)管理方面的預(yù)防132
6.2整治建筑物水毀監(jiān)測措施132
6.2.1已有水毀工程的監(jiān)測132
6.2.2復(fù)雜水沙條件下水毀工程的監(jiān)測137
6.3整治建筑物修復(fù)措施141
6.3.1整治建筑物結(jié)構(gòu)形式及使用效果141
6.3.2整治建筑物維修原則145
6.3.3整治建筑物維修結(jié)構(gòu)選型145
6.3.4整治建筑物維修材料152
6.3.5整治建筑物維修工藝及設(shè)備153
第7章航道整治建筑物三維水流數(shù)值模擬156
7.1模型原理及驗(yàn)證156
7.1.1基本控制方程156
7.1.2邊界條件157
7.1.3模型驗(yàn)證159
7.2原型水槽與概化數(shù)值水槽計算結(jié)果比較173
7.2.1比尺換算及水流條件173
7.2.2水位計算結(jié)果比較173
7.2.3流速計算結(jié)果比較174
7.3丁壩三維數(shù)值模擬結(jié)果分析179
7.3.1丁壩周邊流速變化分析180
7.3.2丁壩周邊壓強(qiáng)變化分析202
7.4長江上游金鐘磧?yōu)┒稳S水流計算分析215
7.4.1金鐘磧?yōu)┱喂こ探榻B215
7.4.2模型驗(yàn)證216
7.4.3計算條件221
7.4.4丁壩周圍三維流場分析221
參考文獻(xiàn)224
附圖227
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