抛石作用下沙枕土工袋破坏特性研究.docx

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1、抛石作用下沙枕土工袋破坏特性研究沙枕结合抛石的工程结构在护岸、护滩(底)工程中得到广泛应用,以达到防冲促淤的效果。但施工时,抛石冲击作用易使沙枕发生破坏,从而影响工程效果。因此,为了研究抛石盖面沙枕的可靠性,本文建立了块石入水运动模型,并开展了以下试验研究:冲击荷载作用下块石与土工袋相互作用关系研究,抛石磨圆度对沙枕破坏影响的离心模型试验研究,现场抛石盖面沙枕试验研究。最后将理论计算、室内试验和现场试验结合,通过分析总结得到如下结论:(1)块石入水前作加速运动,入水后先作变速运动再作匀速运动。当抛投高度在0m时,块石入水后作加速度逐渐减小的加速运

2、动,块石动量、动能逐渐增大直至恒定;当抛投高度大于2m时,块石入水后作加速度逐渐减小的减速运动,块石动量、动能逐渐减小直至恒定,随着块石粒径的增大,块石运动到匀速段的能量损耗率逐渐减小,但随着抛投高度的增大,能量损耗率逐渐增大。块石在变速阶段运动持续时间、持续距离随粒径增加、抛投高度增加而增加。(2)通过概化块石形状,用理想球体开展抛投试验,试验结果表明随着小球粒径、抛投高度的增大,受到冲击后的沙枕袋材料强度与最大力伸长率均会减小,沙枕袋的损伤会逐渐增大,并分别拟合了冲击能量与材料强度折减、最大力伸长率折减之间的函数关系式。(3)通过抛石离心模型

3、试验得到:当离心机加速度小于35g时,块石磨圆度对沙枕袋的损伤影响较大;当离心机加速度超过35g后,块石磨圆度对沙枕袋的损伤影响较小。(4)通过现场试验结合入水运动理论分析可以初步认为:在抛石过程中,如果抛投区域水深足够,块石能达到匀速运动,则沙枕不会发生破坏。若抛头区域水深不够,无法满足块石达到匀速运动所需要的水深,则沙枕极容易刺透破坏。若抛高在1m以内,即使抛投区域水深不够,沙枕也不会发生破坏。