不同排列桩群对水流特性影响的试验研究

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桩基码头是港口工程中最常用的码头结构型式之一,应用极其广泛。在河道上修建码头工程,洪水期桩群的存在抬高了河道的水位,会造成阻水,从而改变了河道水流形态,减小了河道水流平均流速,使河道的泄洪能力降低。因此,正确认识修建码头后的河道水动力学特性对河道进行科学的管理、审批以及码头设计起到重要的作用。本文在资料查新的基础上,对河道有桩群水流问题以及相似研究的国内外研究现状进行了较详细的总结,通过水槽物理模型试验对不同排列方式的桩群进行了多组试验,利用超声波测速仪测量了在同一流量下的单桩、纵向排列、横向排列时,插桩前、后典型断面的流速,从多角度对试验结果进行了详细的分析。由于桩基所在区域水流结构的特殊性,目前理论上研究尚少,实践上则通常采用物理模型试验或数值模拟来了解桩基码头前的水流情况。由于模型试验范围一般很大,物理模型往往都采用变态模型,而数值模型则由于尚无合适的数学模型,因此,目前在这两种模型中,通常都将桩基码头简化为直立岸壁,通过模拟来预演工程实施后流态改变的情况。此种概化方法不能反映桩基对水流的影响,无法较好地描述桩基码头前沿真实的水流情况。桩群的水流阻力比单桩的水流阻力要复杂的多,理论上解决桩群水流阻力目前还比较困难。因此,本文研究采用局部物理模型实验的方法进行研究,利用测力传感器测量了不同排列方式的桩群在不同流量和水深的情况下的总阻力,获得相应的群桩阻力系数随水深和间距比的变化曲线,为工程实际选用阻力系数提供了一定的参考。
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