摘要：基于非静压模型SWASH,建立数值波浪水槽,通过设置有无红树林的对比实验,系统研究了波浪-红树林-直立堤相互作用时的水动力特性,并分析了波陡,相对水深,厄塞尔数,红树林长度、密度、特征直径等因素对直立堤堤前波高、迎浪面最大波压力的影响。研究结果表明:无红树林时Goda公式无法准确估算直立堤上的冲击荷载;在模型比尺为1∶10的数值实验中,2 m宽的堤前红树林可使波高衰减6%~45%,波压力衰减11%~74%,然而,在相对波高较大且红树林特征参数较小时会引起堤前波高增大4%~26%;在本文考虑的水力条件下,最大波压力随波陡减小而减小58%~93%,随相对水深增大而减小42%~72%,随厄塞尔数减小而减小87%~96%;堤前波高和波压力衰减率随红树林宽度、密度及特征直径的增加而非线性增加。研究结果可为进一步认识红树林的消浪效应及红树林生态系统与海堤组合的海岸防护工程的设计与规划提供科学的依据。

摘要：为评估海洋、盐湖等环境中钢筋混凝土结构耐久性,通过试验与理论相结合探究氯盐与硫酸盐复合侵蚀下钢筋混凝土锈裂特性。通电腐蚀5%(质量分数)NaCl、5%NaCl+5%Na_(2)SO_(4)溶液中钢筋混凝土试件,对比分析混凝土表观形貌、钢筋锈蚀特征。设计伴随的混凝土腐蚀试验,类比保护层腐蚀劣化,分析混凝土力学性能。结果表明:硫酸盐的存在改变胀裂前混凝土形貌,使得单一氯盐侵蚀下的“白须”消失,表面粉化并出现盐结晶,延长胀裂时间;复合侵蚀下钢筋锈蚀率低于单一氯盐侵蚀,二者均显著低于法拉第定律理论值;锈胀裂缝宽度与钢筋锈蚀率线性相关,硫酸盐的存在增大裂缝随钢筋锈蚀发展的速率;通电环境中,受腐蚀混凝土的抗压强度先升高后降低,劈裂抗拉强度不断降低。提出受腐蚀混凝土的抗拉强度演化经验公式。在经典锈胀模型的基础上考虑锈蚀产物对裂缝的填充作用,并将硫酸盐的影响考虑至混凝土抗拉强度、钢筋腐蚀电流密度中,建立复合侵蚀下钢筋混凝土胀裂时间预测模型,并验证了模型的有效性。

摘要：为更准确地判断浇筑过程中大体积混凝土内部的水化热损失,提出了综合考虑混凝土绝热温升、环境温度、入模温度、模板材料散热系数、保温材料散热系数和浇筑层厚这6个影响因素的混凝土浇筑过程中最不利时刻的温度分布预测公式,并采用响应面分析法率定公式中的参数,基于温度分布及Loland损伤模型提出了一种水化热损伤计算方法,通过有限元数值模型对该方法进行了验证。结果表明,该方法能够判断浇筑过程中任意一点是否会因为温度梯度造成损伤开裂。

摘要：水流经过桩基时会形成漩涡侵蚀床面,影响桩基及上部结构的稳定性,冲刷治理是工程界关注的热点问题。为促进固化土技术在桩基冲刷修复中的应用,设计开展了抗分散水泥固化土系列正交试验。针对高岭土和淤泥土,选用PAM、EVA、黄原胶、HPMC四种抗分散剂,采用平均效果分析和极差分析,研究了抗分散剂种类、抗分散剂掺量、含水量和水泥掺量对流动度、浊度、7 d和28 d无侧限抗压强度的影响。结果表明:对于高岭土,抗分散剂掺量从0.25‰增大到1‰,水泥土流动度减小20%,浊度减小25%,抗分散剂掺量对流动性和抗分散性的影响显著。对于淤泥土,对抗分散性影响显著的仍是抗分散剂掺量,而对流动性的影响显著的则是含水量,含水量从1.4倍液限增大到2.0倍液限,水泥土流动度增大45%。基于综合平衡法、矩阵分析法和多元线性回归模型,提出了一种抗分散水泥土配比设计方法,研究得到了高岭土和淤泥土抗分散水泥固化土的推荐配比,其在泥沙起动实验中的抗冲刷特性明显优于原始土样。

摘要：针对生态海堤多级平台消浪设计依据缺乏、人工经验设计效率低且难以最大限度发挥消浪效能的问题,通过构建耦合高精度水气界面捕捉算法的三维数学模型,开展了生态海堤多级平台消浪特性及越浪量计算研究,并基于多级堤身结构(平台宽度、平台高度、堤防高度)不同组合下的越浪规律,提出了生态海堤越浪量计算公式。结果表明:受多级平台逐级抬高影响,堤身上覆水厚度变小造成波浪逐层浅化发生连续破碎耗能,同时多级平台迎水面分级阻挡浅化波传播,造成波浪逐级反射衰减;多级平台宽度和高度共同控制着堤顶越浪,越浪量相同情况下迎水面横向堤身宽度与纵向堤身高度变化值存在定量互换关系。

摘要：针对国内现行规范在可通行3000 t级以上船舶的大型人工水道断面尺度设计方面的规定不足,从限制性航道航速经济性角度出发,定义大型人工水道的经济航速断面,基于数学模型研究满足万吨级船舶(总长130 m×型宽22 m×设计吃水5.5 m)通航要求的经济航速断面尺度推荐参数区间。具体包括:基于完全非线性Boussinesq方程的开源程序包FUNWAVE-TVD建立了限制性航道中船行波传播变形及阻力变化数学模型,模拟研究了不同边坡比、航道底宽条件下船舶阻力变化规律,重点分析了航道底宽、边坡比对航行阻力的影响。研究结果表明:在大型人工水道设计时,对于梯形断面,经济航速断面设计时,坡比采用1:3较优,水深8 m时底宽取90 m,断面系数为7.54较优;水深9 m时,底宽取70 m,断面系数为7.21较优。

摘要：交汇区的水流结构极为复杂,揭示交汇区底泥磷分布特征难度较大。设计交汇区底泥磷分布实验系统及其检测方法,测量交汇区的三维流场和底泥中总磷含量,分析交汇区水流分区与底泥中总磷空间分布的关系,并基于交汇水槽实验中204组水动力参数与底泥中总磷含量数据,建立人工神经网络模型,定量分析流场中水动力参数对底泥中总磷含量的影响,辨识其中的关键水动力参数。结果表明:分离区内水流水平流速较小,底泥磷含量较高;位于分离区外侧的加速区水平流速较大,底泥磷含量较低,但加速区的局部区域(剪切层区)存在显著的底泥磷含量偏高现象;通过人工神经网络模型的参数敏感性分析,定量解释局部底泥磷含量高值现象与该区域较大的向下水流有关。

摘要：海岸带作为海陆缓冲地带,长久以来发挥着保护陆域免受海洋灾害影响的重要作用.在遭受灾害带来的外界干扰时(例如风暴、海平面上升、海岸线侵蚀等),海岸带系统具备抵抗、恢复及适应该负面影响的能力,这种与变化环境相适应的能力被称为海岸带韧性.然而人类文明发展以来,长期大规模的干扰活动削弱了海岸带韧性,破坏了海岸带动态演变过程中动力地貌的平衡.因此,本文从海岸带地貌演变的特征展开,总结现有的海岸带侵蚀机理研究成果,指出研究方法中存在的问题和不足,并对目前热点的海岸带韧性与灾后恢复机理研究进展进行梳理,同时结合近年来新兴研究方向指出现有研究内容的不足之处,最后展望了"海洋十年行动计划"背景下海岸带综合开发与管理的研究趋势.

摘要：[目的]旨在合理设计浮式风电场的共享系泊系统,探究不同材质共享缆绳对浮式风电场动力响应的影响。[方法]首先,对浮式风电场设计共享系泊和传统(无共享缆绳)系泊方案,比较两种系泊方案的动力响应和经济成本,验证设计方案的可行性。其次,探究两类共享系泊系统对浮式风电场系泊响应的影响。最后,分析环境载荷的施加方向和缆绳材质对共享缆绳平均张力的影响。[结果]采用不同材质共享系泊系统的浮式风电场,其叶片张力近乎相同;两类共享系泊系统对风机位移和系缆平均张力的影响存在差别。此外,环境载荷施加角度和系缆材质也对风机位移和共享缆绳受力产生影响。[结论]该研究可为系泊系统中共享缆绳选型提供参考。

摘要：海岸植被在消减波浪能量方面发挥着重要作用,植被消波是海岸生态防护的重要形式。以广州市南沙区龙穴岛北部近岸水动力特征为基础,通过波浪水槽物理模型试验探究不同淹没度、入射波高及柔性植被宽度比条件下单一型植被(柔性、刚性)和复合型植被(刚柔组合)消浪效果。研究结果表明:当淹没度α=0.67(低于树冠形心处淹没度0.03即水深略低于树冠形心)或α>1.00(水深高于树冠顶部)时,单一型刚性植被消浪效果最优;当淹没度α增大至0.78和0.83(分别高出树冠形心处淹没度0.08和0.13)时,柔性和刚性复合型植被消浪效果更好。随着波高的增大,单一型植被与复合型植被的消浪效果均增强。柔性植被宽度比值B/B_(0)对植被消浪系数K的影响与淹没度和波高有关:当α1.00时,消浪系数K随B/B_(0)的增大呈现减小的变化趋势。研究可为当地植被生态护岸工程建设提供理论支撑。