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第1章 概论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现状3

1.2.1 丁坝水力学问题研究进展3

1.2.2 丁坝附近紊流特性的研究5

1.2.3 整治建筑物三维水流数学模型发展现状8

1.3 航道整治建筑物水毁机理研究概况9

1.3.1 丁坝冲刷深度与范围研究9

1.3.2 水毁机理与破坏程度11

1.3.3 丁坝防冲措施12

1.3.4 丁坝维护措施13

第2章 长江上游航道整治建筑物类型及水毁情况15

2.1 已建整治建筑物概况15

2.1.1 整治建筑物基本情况15

2.1.2 坝体类型及功能18

2.1.3 整治建筑物工程结构特征19

2.2 已建坝体水毁情况分析20

2.2.1 坝体的水毁类别20

2.2.2 坝体水毁部位及破坏程度22

2.3 坝体稳定性影响因素研究26

2.3.1 坝体水毁的主要影响因素26

2.3.2 坝体水毁原因分析28

第3章 概化模型试验设计及试验内容32

3.1 水槽概化模型设计32

3.1.1 模型设计依据32

3.1.2 模型各项比尺的确定33

3.2 清水定床试验37

3.2.1 定床试验方案38

3.2.2 定床试验观测内容40

3.3 清水动床冲刷试验48

3.3.1 动床试验方案48

3.3.2 动床试验观测内容49

第4章 丁坝水力特性50

4.1 水面线分布50

4.1.1 纵向水面线50

4.1.2 横向水面线54

4.1.3 水面线的二维分布59

4.2 丁坝局部水头损失60

4.2.1 丁坝局部水头损失理论研究60

4.2.2 丁坝局部水头损失分析62

4.3 流速分布65

4.3.1 整个测区流速分布65

4.3.2 横断面垂线平均流速分布65

4.3.3 横剖面垂向流速分布71

4.3.4 丁坝附近水流流态75

4.4 水流紊动分析78

4.4.1 水流紊动能分析78

4.4.2 水流紊动强度分析82

第5章 丁坝水毁机理90

5.1 丁坝水毁过程分析90

5.1.1 丁坝及床面变形分析90

5.1.2 丁坝冲刷深度过程分析94

5.1.3 丁坝坝面及背水坡水毁机理95

5.1.4 丁坝坝根水毁现象及成因分析98

5.2 丁坝冲刷坑的形成过程及计算公式102

5.2.1 冲刷坑的形成过程102

5.2.2 影响冲刷坑深度的主要因素102

5.2.3 冲刷坑的范围及确定方法104

5.2.4 冲刷坑的计算公式105

5.2.5 丁坝冲刷坑计算实例110

5.3 丁坝对推移质输沙率影响分析111

5.3.1 推移质输沙率计算公式的选择111

5.3.2 推移质输沙率沿程变化分析112

5.4 丁坝周围水流紊动与冲刷的关系114

5.5 坝体结构形式稳定性及防冲措施研究116

5.5.1 坝体结构形式的稳定性116

5.5.2 丁坝护底防冲试验及防冲措施研究121

第6章 航道整治建筑物水毁的预防及监测修复措施125

6.1 整治建筑物稳定性的预防措施125

6.1.1 整治建筑物布置方案设计上预防125

6.1.2 整治建筑物材料和结构形式上预防128

6.1.3 整治建筑物维护管理方面的预防132

6.2 整治建筑物水毁监测措施132

6.2.1 已有水毁工程的监测132

6.2.2 复杂水沙条件下水毁工程的监测137

6.3 整治建筑物修复措施141

6.3.1 整治建筑物结构形式及使用效果141

6.3.2 整治建筑物维修原则145

6.3.3 整治建筑物维修结构选型145

6.3.4 整治建筑物维修材料152

6.3.5 整治建筑物维修工艺及设备153

第7章 航道整治建筑物三维水流数值模拟156

7.1 模型原理及验证156

7.1.1 基本控制方程156

7.1.2 边界条件157

7.1.3 模型验证159

7.2 原型水槽与概化数值水槽计算结果比较173

7.2.1 比尺换算及水流条件173

7.2.2 水位计算结果比较173

7.2.3 流速计算结果比较174

7.3 丁坝三维数值模拟结果分析179

7.3.1 丁坝周边流速变化分析180

7.3.2 丁坝周边压强变化分析202

7.4 长江上游金钟碛滩丁坝三维水流计算分析215

7.4.1 金钟碛滩整治工程介绍215

7.4.2 模型验证216

7.4.3 计算条件221

7.4.4 丁坝周围三维流场分析221

参考文献224

附图227