单向水流中桥墩在振动载荷作用下局部冲刷深度的实验研究

Bridge is an important infrastructure for economic development and human.activities. Scour is one of the main reasons for the destruction of the bridges..Although the research on local scour around piers has been carried out for more.than 100 years, a number of domestic and foreign scholars have contributed a lot.of work, and proposed many formulae for the calculation of pier scour depth,.nevertheless most of the formulae were based on the data of non-cohesive sediment.bed. Data of cohesive sediments are still lack. On the other hand, the mechanism.of local pier scour has not been completely explored. Especially, the effects of.vibration loadings on local pier scour are unknown yet. The calculation accuracy.of the scour depth formulae still needs to be improved. Therefore, to carry out.this proposed study would have important practical significance to the reveal of.the mechanism of local scour around bridge piers, to the bridge construction,.flood control, waterway navigation and bridge pier protection from corrosion and.abrasion as well.

桥梁是经济发展和人类活动的重要基础设施，冲刷是桥梁水毁的主要原因之一。有关桥墩局部冲刷的研究虽历时百余年，国内外学者进行了大量工作，提出了诸多冲刷深度计算公式，但大多数公式针对非粘性泥沙，且有关桥墩振动载荷和沙波对局部冲刷的影响至今仍未明确，冲刷深度计算公式的精度也有待提高。本研究利用泥沙运动力学和流变学等知识，以机理研究为基础，主要就振动载荷对均匀桥墩冲刷及圆管桩组成的复杂桥墩冲刷的影响、桥墩冲刷临界速度、桥墩局部冲刷深度等开展系统研究，进一步完善桥墩局部冲刷的机理，揭示桥墩振动载荷作用对桥墩局部冲刷的影响，融合美国HEC-18-5公式和S-M公式的优点，在65-1、65-2公式基础上提出更可靠的桥墩局部冲刷深度计算公式，为桥梁设计与维护提供技术支撑。因此，开展该课题研究将对进一步认知桥墩局部冲刷机理、对桥梁施工、防洪、通航及桥墩防腐蚀磨蚀保护具有重要意义。

桥梁是经济发展和人类活动的重要基础设施，冲刷是桥梁水毁的主要原因之一。有关桥墩局部冲刷的研究虽历时百余年，国内外学者进行了大量工作，提出了诸多冲刷深度计算公式，但大多数公式针对非粘性泥沙，且有关桥墩振动载荷和沙波对局部冲刷的影响至今仍未明确，冲刷深度计算公式的精度也有待提高。本研究利用泥沙运动力学和流变学等知识，以机理研究为基础，主要就振动载荷对均匀桥墩冲刷及圆管桩组成的复杂桥墩冲刷的影响、桥墩冲刷临界速度、桥墩局部冲刷深度等开展系统研究，进一步完善了桥墩局部冲刷的机理，揭示了桥墩振动载荷作用对桥墩局部冲刷的影响，融合美国HEC-18-5公式和S-M公式的优点，在65-1、65-2公式基础上提出了更可靠的桥墩局部冲刷深度计算公式，为桥梁设计与维护提供技术支撑。因此，本课题的研究成果对进一步认知桥墩局部冲刷机理、对桥梁施工、防洪、通航及桥墩防腐蚀磨蚀保护具有重要意义。. 通过课题研究，出版《桩墩水力学》全国水利行业十三∙五规划教材（普通高等教育） 1 部，目前正在水利水电出版社印刷出版，出版合同为2021年11月-2022年6月；分别在Journal of Hydraulic Engineering、Ocean Engineering、Applied Ocean Research、Journal of Waterway Port Coastal and Ocean Engineering和Journal of coastal Research等期刊上发表了高质量SCI论文7篇，EI、中文核心期刊论文5篇；原合同规定发表 SCI 论文 3～4 篇和 EI、中文核心期刊论文 5～6 篇。提出了有关桥墩抗冲刷保护的发明专利 2 项。培养硕博生 7人。圆满超额完成了课题的原目标。