联锁混凝土块在护岸结构中的应用研究

摘要

我国江河纵横、湖泊星罗棋布，随着社会经济的不断发展和生态环保理念的不断加强，水域治理的水平和要求也大幅提高。护岸结构作为治理的重点工程，应既能保证坡岸的稳定，避免水土流失，又充分考虑生态环保的功能，近年来，一种很好满足上述功能的护岸结构—联锁混凝土块护岸正在被广泛应用。本文总结了现有的联锁混凝土块护岸的设计方法，分析了风浪、船行波等因素对护岸的影响及破坏机理并列举了相关计算公式。依托两处典型的联锁混凝土块护岸工程:京杭大运河济宁段和南水北调大屯水库工程，利用理论分析、室内试验和数值模拟等综合研究手段开展了联锁混凝土护岸系统的相关设计方法、稳定性和耐久性等方面的研究，主要结论包括:
　　(1)通过试验和数值模拟的方式对目前常用的的联锁混凝土块按照不同设计形式对稳定性的影响作了分类，给出了不同设计形式的应用建议。
　　(2)设计了能够适应多种联锁混凝土块型式的压力加载试验装置，有利于快速测试联锁块的嵌锁强度和破坏模式，为联锁块的设计改进提供了辅助工具。
　　(3)通过ADINA和ABAQUS两种有限元软件的联合建模，完善了船形波在数值模拟中的加载方法，对船行波作用下的联锁混凝土块护岸进行了多种工况的模拟研究，得出了不同联锁块表面尺寸、厚度、开孔率和不同波峰线与岸边水线夹角等工况下联锁混凝土护岸的变形特征及破坏模式，明确了厚度是影响其稳定性的首要因素，波峰线与岸边水线夹角应作为重要参数对船行波压力进行折减的相关结论。
　　(4)为解决北方冬季容易出现的护岸冻融破坏问题，开展了混凝土冻融损伤室内试验，研究了不同水胶比、粉煤灰和外加剂掺量对混凝土抗冻性能、表面损伤、质量损失、相对动弹性模量、抗压强度等方面的影响，为联锁混凝土块配合比设计提供了依据。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景

1．2 国内外研究概况

1．2．2 船行波荷载研究

1．3 主要研究内容

第2章 联锁混凝土块体护岸设计方法

2．1 考虑波浪作用时联锁混凝土块体护岸设计

2．2 考虑冰推作用时联锁混凝土块护岸设计

2．3 联锁混凝土块护岸工程应用

第3章 护岸结构稳定性影响因素分析

3．1 风浪影响及主要计算方法

3．2 船行波影响及主要计算方法

3．2．1 船行波的形成机理

3．2．2 影响船行波的主要因素

3．2．3 船行波要素的主要计算方法

3．3 波浪作用下联锁混凝土块失稳破坏的机理

3．4 面层整体失稳滑动破坏及计算方法

第4章 联锁混凝土块设计型式稳定性影响室内试验

4．1 试验装置

4．2 试验过程和内容

4．3 试验结果及分析

第5章 联锁混凝土块体护岸结构稳定性数值模拟

5．1 计算模型基本描述

5．2 荷载和边界条件

5．2．1 荷载计算

5．2．2 边界条件

5．2．3 接触作用

5．3 联锁混凝土块护岸结构稳定性分析

5．3．1 波浪荷载的影响作用分析

5．3．2 船行波冲击角度影响分析

5．3．3 联锁混凝土块块体的尺寸、厚度影响分析

5．3．4 块体开孔率的影响分析

5．4 结果分析

第6章 混凝土冻融损伤室内试验

6．1 试验准备

6．2 正交试验设计

6．3 试验过程和内容

6．3．1 坍落度与含气量测定

6．3．2 混凝土抗压强度试验

6．3．3 混凝土抗冻性试验

6．4 结果分析

7．1 本文总结

7．2 对未来的展望

参考文献

致谢

发表论文和科研情况说明