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电杆基础冲刷及防护措施效果的数值分析 |
钟念龙 万怡国 陈东 陈永清 李嵩 黄河 蒋水华 |
南昌大学工程建设学院 江西省水利科学院 江西省天然气集团有限公司管道分公司 中铁水利水电规划设计集团有限公司 |
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摘要 目前考虑一定坡度下基础局部冲刷的研究很少,并且缺乏探讨山洪灾害下电杆防护措施的效果研究。基于FLOW-3D软件对电杆基础冲刷进行三维数值模拟,分别对水头(4~6 m)、坡度(10°~20°)、电杆距坡脚距离(6~9 m)和初始流速(1~3 m·s-1)4个变量进行了参数敏感性分析,对照工况的水头、坡度、电杆距坡脚距离和初始流速分别设置为4 m、20°、6 m和2 m·s-1,通过控制变量法进行试验。随后在对照工况基础上分别设置牺牲桩群和杆前分流板,计算电杆基础的最大冲刷深度和水流冲击电杆的压力,并对比分析2种防护措施的防护效果。结果表明:随着水头、坡度和初始流速的增大及电杆距坡脚距离的减小,电杆基础的最大冲刷深度和水流冲击电杆的压力均随之增大。在水头、坡度、电杆距坡脚距离和初始流速分别取6 m、20°、6 m和3 m·s-1的工况下,电杆基础的最大冲刷深度和水流冲击电杆的压力最大;设置牺牲桩和分流板均可降低水流冲击电杆的压力,其中设置牺牲桩降低冲击压力的幅度更大;设置牺牲桩可有效降低电杆基础的最大冲刷深度,相比之下,设置分流板只能降低电杆前侧基础的冲刷深度,但对电杆后侧基础的防护效果不明显。
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关键词 :
电杆基础,
山洪模拟,
局部冲刷,
防护措施,
防护效果
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基金资助:江西省自然科学基金资助项目(20232ACB204031、20224ACB204019); 江西省水利科技计划资助项目(202325ZDKT07); 江西省水利科学院开放研究基金资助项目(2021SKSG02); |
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