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不同土壤条件下水平板对平面铲刀工作阻力的影响

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铁道科学与工程学报 2021年第2期18卷 383-391页

作者：贺雨田吕彭民张建兵郭龙龙张翠红西安石油大学机械工程学院陕西西安710065 长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室陕西西安710064

在砂土和级配土确定的3种土壤条件下,给定90°和60°2种作业倾角,选择作业深度为90 mm,以水平板长度(0,30和60 mm)不同的L型铲刀为作业工具开展土壤推运试验,并对相同土壤条件和相同作业倾角下的试验结果进行对比分析。研究结果表明:L... 详细信息

在砂土和级配土确定的3种土壤条件下,给定90°和60°2种作业倾角,选择作业深度为90 mm,以水平板长度(0,30和60 mm)不同的L型铲刀为作业工具开展土壤推运试验,并对相同土壤条件和相同作业倾角下的试验结果进行对比分析。研究结果表明:L型铲刀在一定作业条件下可以有效改善推运工作阻力,但土壤条件是影响L型铲刀改善工作阻力的前提,即土壤抗剪强度较大时,L型铲刀对工作阻力的有益影响更为显著;当土壤条件相同时,L型铲刀对工作阻力的有益影响程度与作业倾角关系密切;当土壤条件和作业倾角都确定时,L型铲刀对工作阻力的有益影响程度与水平板长度有关,且该水平板长度存在一个最优值使L型铲刀在相同作业条件下的工作阻力最小。

关键词：铲刀土壤条件水平板推运作业工作阻力

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规则波作用下二维水平板冲击压力概率分析

海洋工程 2019年第2期37卷 1-11页

作者：任喜峰孙昭晨梁书秀大连理工大学海岸及近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

通过模型试验的方式研究了波浪对二维水平板冲击压力峰值的概率分布。首先,统计分析了水平板底部各测点的压力峰值,发现密闭水平板底部各位置处的压力峰值分布与三参数威布尔分布吻合较好;然后,从统计学与概率论的角度进一步探讨了水平... 详细信息

通过模型试验的方式研究了波浪对二维水平板冲击压力峰值的概率分布。首先,统计分析了水平板底部各测点的压力峰值,发现密闭水平板底部各位置处的压力峰值分布与三参数威布尔分布吻合较好;然后,从统计学与概率论的角度进一步探讨了水平板底部各位置处压力峰值分布函数的参数与测量样本统计特征值之间的关系;最后,通过不同入射波浪工况的对比,分析了威布尔分布各参数与测点相对位置、入射波相对波高以及入射波相对波长之间的关系及其所代表的物理意义。统计分析显示:威布尔分布的相对位置参数(θ/-P)从水平板前端到后端呈现先增大后减小的趋势,在水平板中段较恒定(约为0.6);相对尺度参数(λ/-P),在水平板中段偏小,两端偏大;形状参数(κ)在相对波高较大时,在水平板的中段偏大,并且相对波长大于1.3时,κ在水平板的中部均值随相对波长的增大而减小,相对波长为2时,该值接近于1。

关键词：水平板冲击压力概率分析规则波空气卷入

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双浮筒-水平板式浮防波堤性能研究

中国造船 2010年第A2期51卷 484-491页

作者：肖霄王永学王国玉董华洋大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室大连116024 大连金州经济开发区管理委员会大连116100

应用边界元方法研究了时域内的波浪与双浮筒-水平板式浮防波堤相互作用的问题。采用静态悬链线法计算锚链力。通过刚体的时域运动方程求解出双浮筒-水平板式浮防波堤的运动响应，进而求得透射系数和锚链力。与实验结果对比，吻合较好。... 详细信息

应用边界元方法研究了时域内的波浪与双浮筒-水平板式浮防波堤相互作用的问题。采用静态悬链线法计算锚链力。通过刚体的时域运动方程求解出双浮筒-水平板式浮防波堤的运动响应，进而求得透射系数和锚链力。与实验结果对比，吻合较好。比较了双浮筒-水平板式浮防波堤与单一方箱-水平板式浮防波堤的水动力特性，结果表明在长波（W／L〈0．15）作用下，双浮筒-水平板式浮防波堤与单一方箱-水平板式浮防波堤相比，透射系数较小。

关键词：双浮筒水平板浮防波堤时域悬链线

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支撑刚度对水平板波浪冲击压力影响

海洋工程 2015年第5期33卷 42-50页

作者：刘明任冰大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

上部结构位于浪溅区及由弹性桩腿支撑的海洋结构物,如海上栈桥和海洋平台等,在恶劣海况下会受到强烈的波浪冲击作用并产生振动响应。通过物理模型实验研究了波浪对三种不同支撑刚度的结构物冲击作用。分析了不同支撑刚度结构物底面冲击... 详细信息

上部结构位于浪溅区及由弹性桩腿支撑的海洋结构物,如海上栈桥和海洋平台等,在恶劣海况下会受到强烈的波浪冲击作用并产生振动响应。通过物理模型实验研究了波浪对三种不同支撑刚度的结构物冲击作用。分析了不同支撑刚度结构物底面冲击压力和冲击力的变化特性。讨论了支撑刚度对结构波浪冲击力的影响,给出了冲击压力和冲击力随相对净空(s/H)和相对板长(B/L)的变化规律。实验分析结果表明:水平板底面波浪冲击压力与冲击力均随弹性支撑刚度K的增大而增大;随相对净空(s/H)的增大先增大后减小;随相对板长(B/L)的增大而减小。

关键词：波浪冲击水平板弹性支撑物模实验

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随机波对水平板冲击作用实验研究

海洋工程 2010年第4期28卷 46-53页

作者：孙家文孙昭晨梁书秀张志明杨国平周丰大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024 中交水运规划设计院有限公司北京100007

波浪对透空式海上建筑物的冲击作用已经成为此类建筑物安全的重要影响因素。进行了单向随机波对水平板冲击作用水槽实验研究。总共进行了4个方向（0°、15°3、0°、45°）,相对入射波波高H1/3/d=0.093 75-0.25,周期Tp=1.0-2.0 s,水平... 详细信息

波浪对透空式海上建筑物的冲击作用已经成为此类建筑物安全的重要影响因素。进行了单向随机波对水平板冲击作用水槽实验研究。总共进行了4个方向（0°、15°3、0°、45°）,相对入射波波高H1/3/d=0.093 75-0.25,周期Tp=1.0-2.0 s,水平板距离静水面的高度s与入射波高H1/3的比值s/H1/3=0.0-0.5的实验研究。采用小波分析方法去除了由于测压传感器振荡引起的测量数据的振荡和漂移,在此基础上统计分析给出了不同方向水平板下的压力峰值分布情况。采用无因次方法,讨论了无因次冲击力与相对入射波高H1/3/d、相对板宽B/L、相对净空s/H1/3及波向角β的关系。

关键词：波浪冲击随机波小波变换水平板

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多层水平板衰减波浪的影响因素分析

水利水电科技进展 2011年第1期31卷 33-36页

作者：王国玉刘丹任冰王永学大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

基于线性波浪理论,进行多层水平板对波浪的反射和透射作用研究。通过分解速度势为对称势和反对称势,结合特征函数展开法,在考虑水平板厚度的条件下由匹配条件确定速度势展开式中的待定系数,进而得到结构对波浪的反射系数和透射系数。所... 详细信息

基于线性波浪理论,进行多层水平板对波浪的反射和透射作用研究。通过分解速度势为对称势和反对称势,结合特征函数展开法,在考虑水平板厚度的条件下由匹配条件确定速度势展开式中的待定系数,进而得到结构对波浪的反射系数和透射系数。所得结果与现有相关的理论解、数值解以及试验结果吻合较好。对相对水深、相对宽度、相对厚度以及水平板层数等对结构衰减波浪的影响进行了深入探讨和分析,给出了反射系数和透射系数随上述参数的变化规律。

关键词：水平板波浪衰减反射系数透射系数相对宽度

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弹性支撑水平板波浪冲击压力试验研究

弹性支撑水平板波浪冲击压力试验研究

作者：宋子路大连理工大学

学位级别：硕士

随着经济社会的不断发展,海洋资源和空间的开发加快,海洋透空式建筑物由于其特有的优势、工程需要及当地地质条件的限制等原因而日渐增多。海洋工程中的透空式建筑物会受到很多种的荷载作用,其中发生波浪冲击作用时产生一个极强的瞬时... 详细信息

随着经济社会的不断发展,海洋资源和空间的开发加快,海洋透空式建筑物由于其特有的优势、工程需要及当地地质条件的限制等原因而日渐增多。海洋工程中的透空式建筑物会受到很多种的荷载作用,其中发生波浪冲击作用时产生一个极强的瞬时压力峰值,所以波浪冲击对其安全性有着至关重要的影响。当由于海底变形等原因造成建筑物上部结构下表面的净空不足,在较差海况下波浪作用于结构物底面上时,会对建筑物底面产生极大的瞬间波浪冲击荷载,由此产生的弹性变形及微小裂纹的积累严重威胁结构物的安全。因此,开展弹性结构物的波浪冲击研究具有较大的理论研究意义和工程应用价值。本文通过物理模型试验研究了波浪对弹性支撑水平板结构的冲击作用研究。试验在大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室的波浪水槽中进行,试验中设计了一种在垂直方向上具有弹性支撑的水平板结构,其在波浪冲击作用下只能在竖向方向运动。入射波为规则波,波高H的范围为8～12cm,周期T的范围为1.0-1.3s,相对净空s/H的范围为0.1-0.4。试验中记录了波浪作用下水平板结构物底面的冲击压力,分析了包括弹性支撑刚度等影响因素对结构物所受冲击压力的影响。文中比较分析了三个不同支撑刚度结构物模型水平和竖向波浪冲击压力历时曲线特征,着重研究了支撑刚度变化对模型竖向冲击压力历时曲线在冲击压力峰值,动水压力以及冲击过程历时三个方面的影响。冲击压力峰值幅值随着竖向支撑刚度减小而减小,而且出现时间会有所滞后,刚度较大的模型在某些周期出现了锯齿状压力峰值;支撑刚度较大模型的历时曲线中动水压力随时间振荡减小,而支撑刚度较小的模型动水压力呈现出明显的先增大后减小的特征,并且历时更长,负压出现时间延迟;由于模型支撑刚度减小后动水压力作用时间延长,所以使得整个冲击过程的历时增加。通过冲击压力统计压力历时曲线中若干周期的压力峰值的平均值得到了各个测点的冲击压力特征值,给出了冲击压力沿结构物底面的分布及其随支撑刚度和相对净空的变化规律;讨论了结构物模型底面局部最大冲击压力随着模型支撑刚度、相对净空以及相对波高的变化规律。根据结构物模型底面各测点的历时曲线积分得到了模型所受冲击力,研究了三个模型的冲击力历时曲线特征;通过与计算冲击压力相似的数据处理方法得到了波浪对结构物模型底面的冲击总力峰值特征值。讨论了结构物模型底面所受冲击力随着模型支撑刚度、相对净空以及相对波高的变化规律。试验结果表明,弹性支撑结构物模型的冲击压力及冲击力都随着模型的竖向支撑刚度减小而减小;对支撑刚度较大的模型二者随相对净空的变化规律比较复杂,但是支撑刚度最小的模型所受冲击压力和冲击力最小,且随相对净空的变化不明显;二者都随着相对波高的增大而增大。

关键词：弹性支撑波浪冲击刚度水平板

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双浮筒—水平板式浮防波堤的数值研究

双浮筒—水平板式浮防波堤的数值研究

作者：肖霄大连理工大学

学位级别：硕士

由于浮式防波堤具有构造简单、造价低廉、施工方便、拆迁容易等优点,近年来引起工程界和研究人员的密切关注。但是长期困扰浮式防波堤作为永久性防浪设施的主要原因是目前的浮式防波堤结构对短周期波浪的掩护效果尚好,但对长周期波浪的... 详细信息

由于浮式防波堤具有构造简单、造价低廉、施工方便、拆迁容易等优点,近年来引起工程界和研究人员的密切关注。但是长期困扰浮式防波堤作为永久性防浪设施的主要原因是目前的浮式防波堤结构对短周期波浪的掩护效果尚好,但对长周期波浪的透过率仍然很高。为此,很多学者采取了各种结构优化措施,例如单方箱-水平板式浮防波堤或者双浮筒浮防波堤等。本文结合上述两种结构形式的浮防波堤,采用数值模型探讨了双浮筒-水平板式浮防波堤的水动力特性。本文应用边界元方法研究了时域内的波浪与双浮筒-水平板式浮防波堤相互作用的问题。采用静态悬链线法计算锚链力。通过刚体的时域运动方程求解出双浮筒-水平板式浮防波堤的运动响应,进而求得透射系数和锚链力,通过与实验结果对比验证了该数学模型的正确性。应用该数学模型,比较了单方箱-水平板式浮防波堤、双浮筒浮防波堤、双浮筒-水平板式浮防波堤的水动力特性。结果表明,双浮筒-水平板式浮防波堤的消浪效果最好,且锚链力相对较小,即使是在长周期波浪作用下,双浮筒-水平板式浮防波堤的透射系数也不超过0.6。通过改变双浮筒-水平板式浮防波堤的相对吃水、相对波高、相对间距这些参数,探讨了双浮筒-水平板式浮防波堤的水动力特性的变化规律。结果表明：增大浮箱的相对吃水、相对间距以及较小的相对波高均可以减小双浮筒-水平板式浮防波堤的透射系数。另外,浮箱间距与浮箱宽的比值为0.5时,是消浪效果最优的双浮筒-水平板式浮防波堤的结构尺寸。较大的相对波高、较大的相对吃水、较大的相对间距均增大模型的运动量和锚链力。总的说来,双浮筒-水平板式浮防波堤的水动力特性与单方箱浮防波堤相似。

关键词：双浮筒水平板浮防波堤水动力特性数值

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波浪对两层潜式水平板的作用研究

波浪对两层潜式水平板的作用研究

作者：刘丹大连理工大学

学位级别：硕士

随着港口建设向水深浪大的海域发展,传统的防波堤因经济和环保因素已不适用,就需寻求结构新颖、消波效果好、适合深水、造价低廉的特种防波堤,水平板结构就是其中的一种,所以研究水平板结构具有重要的科学意义和应用前景。水平板结构允... 详细信息

随着港口建设向水深浪大的海域发展,传统的防波堤因经济和环保因素已不适用,就需寻求结构新颖、消波效果好、适合深水、造价低廉的特种防波堤,水平板结构就是其中的一种,所以研究水平板结构具有重要的科学意义和应用前景。水平板结构允许水体的自由交换从而保证了水体的质量,目前对水平板的理论和试验研究越来越多。为了更经济和合理的利用材料,本文在前人研究多层板结构的基础上,提出了一种两层不同宽度的水平板潜式防波堤。按照两层不同宽度板的组合情况,可以将结构划分为两类：一类为短板在上的组合;一类为短板在下的组合。当移动下层板的位置时,每类组合下又包含多种情况。为了探讨出每类组合中板的最佳位置,试验对两类中δ=0,0.2m,-0.2m三种情况分别进行了研究,通过规则波的物理模型试验,探讨了这两类结构的相对板宽(W/L)及波陡(H/L)等因素对结构消浪效果的影响,并对不同影响因素下的透反射系数的变化进行了分析和比较。从试验现象可以看出结构具有一定消浪效果。所得数据也表明每类结构中的δ对消波效果的影响不是很大,特别是在第二类中,三个模型的效果几乎一样。透反射系数随相对板宽的变化中,第一类模型中的反射系数几乎都可以取到一个最小值,这说明该类结构只是对某一频率范围内的消波效果较好,而第二类则是随相对板宽的增大而逐渐增大。同时,基于线性波浪理论,通过特征函数展开法和速度势连续条件,推导出了波浪对这两类水平板潜式结构作用的解析解,并分别与现有的理论结果和本文的试验成果进行了对比,结果较为吻合。另外还从板厚、没水深度、板间距和板宽等方面对结构的反射系数和透射系数进行了探讨。研究结果表明影响消浪效果的主要因素是结构的没水深度和长板的板宽。

关键词：水平板防波堤透射系数反射系数