桩 水动力 三维数值研究
3D Numerical Study of Hydrodynamic Forces on Surface-Piercing Inclined Marine
Piles
Mostafa Amini Afshar1, Mohammad javad Ketabdari2, Sabagh Yazdi3
1- Hormozgan University, Department of Civil Engineering
2- Amirkabir University of Technology (AUT), Faculty of Marine Technology
3-Khaje Nasir University, Department of Civil Engineering
Abstract
Inclined pile is a structural element which is widely used in variety of structures to confront the lateral forces in marine environment. Although study of wave forces on piles dates back to few decades ago, however many of these studies mainly focused on wave interaction with vertical piles. These results then roughly extend for inclined piles. This study focus on numerical estimation of the hydrodynamic wave forces on a Surface-Piercing Inclined Marine Pile to determine the hydrodynamic coefficients.
A set of tests performed on cylinders with different inclined angles in a numerical wave tank with a piston-type wave maker using Flow 3D. History of applied forces resulting from the model run and also Morison equation are used to extract hydrodynamic drag and inertia coefficients. The results showed that these coefficients are very sensitive to wave characteristics and pile inclined angles so that the tables in classical offshore texts mostly overestimate or underestimate these important factors.
Keywords: Inclined Marine Pile, 3D Analysis, Numerical simulationl
1 Introduction
The landmark in the study of wave forces on piling dates at about 1950, (Morison et. Al, 1950), a research in which Morison found a particular relationship between the force and kinematics of the wave. One of the important assumptions in his work was that the characteristics of wave such as velocity and acceleration had not been influenced by the presence of the body in the medium. It should be noted that wave force due to diffraction can not be estimated using the Morison equation. Of the pioneering study of diffraction is that of Havelock (1940) in which he developed a linearized diffraction theory for small–amplitude water waves in deep oceans. Nonlinear simulation of wave-structure interaction problems in three dimensions was first presented by Issacson (1977) in a work where the interaction between waves and offshore structures was studied. Estimation of wave load on spar platforms was done numerically via a particular method that is called, VOF (volume of fluid) by Kleefsman and Veldman (unknown). They used this method to simulate the free surface displacement of the water. Sunder ,et al (1998) conducted an extensive experimental study of forces due to regular waves on inclined cylinders in which they derived coefficient of drag and inertia for inclined cylinders of various inclinations. He examined the relationships between hydrodynamic coefficients, inertia and drag coefficient, and the dimensionless Keulegan-Carpenter parameter, and finally found that hydrodynamic coefficients change dramatically for Keulegan-Carpenter numbers up to 4. Another experimental study for inclined cylinders that influence of various inclinations on the wave force is demonstrated, is that of Anandkumar et.al
1 M.Sc in Marine structures
2 Assistant Professor
3 Assistant Professor
(1994), in which by conducing a wave flume test they measured dynamic pressures around cylinder and finally obtained the resulting net forces. Effects of random seas also studied by Sunder et al (1999), an experimental study in which dynamic pressures on inclined cylinders have been measured.
2 Governing Equations
In this study applying the finite difference method, continuity and Momentum equations have been solved. The differential equations can be expressed in term of Cartesian coordinate, X, Y, Z. All equations are formulated with area and volume porosity functions. This formulation called FAVOR (Fractional Area/Volume Obstacle Representation method) and is used to model complex geometric regions. I this method obstacles can be defined by zero volume porosity regions. Generally in this method area and volume fractions are time independent. However these quantities may vary with time when moving obstacles are being modeled. The continuity and also Navier-Stokes equations underlie the basis of numerically simulation of wave tank in this study as follows:
()()()0=??+??+??+??z y x F wA z
vA y uA x t V ρρρρ (1) ++???= ??+??+??+??x x z y x f f G x
p l z u wA y u vA x u uA V l t u ρ ++???= ??+??+??+??y y z y x f
f G y p l z v wA y v vA x u uA V l t v ρ (2)
++???= ??+??+??+??z z z y x f f G x p l z w wA y w vA x w uA V l t w ρ
In these equations z y x G G G ,, are body accelerations, and z y x f f f ,, are viscous accelerations that for a variable dynamic viscosity μ are as follows:
()()()f x x xx y xy z xz V f A A A x
y z ρτττ ???=?++ ??? ()()()f y x xy y yy z yz V f A A A x
y z ρτττ ???=?++ ??? ()()()f z x xz y yz z zz V f A A A x y z ρτττ ???=?++
??? Fluid configuration is defined in terms of a volume of fluid (VOF) function, F(x y, z, t). This function represents the volume of fluid per unit volume and satisfies the following equation:
()()()0y z F F l FA u FA v FA w t V x y z Χ ????+++= ????
(3)
where X A ,Z Y A A , denotes fractional areas at the centers of cell faces normal to the x,y and z direction respectively.The basic procedure for advancing a solution through one increment in time,i δ, consists of three steps:
Explicit approximations of the momentum equations, Eq. 2, are used to compute the first guess for new time-level velocities using the initial conditions or previous time-level values for all advective, pressure, and other accelerations.
To satisfy the continuity equation ( Eq. 1) when the implicit option is used, the pressures are iteratively adjusted in each cell and the velocity changes induced by each pressure change are added to the velocities computed in step 1. Iteration is needed because the change in pressure needed in one cell will upset the balance in the six adjacent cells. In explicit calculations, iteration may still be performed within each cell to satisfy the equation-of-state for compressible problems.
Finally, when there is a free surface or fluid interface, it must be updated using Eq. 3 to give the new fluid configuration. Repetition of these steps will advance a solution through any desired time interval. At each step, of course, suitable boundary conditions must be imposed at all mesh, obstacle, and free-boundary surfaces.
3 Wave tank simulation
One of important aspects in simulating a wake tank is to specify its boundaries. The boundary conditions considered in this study is as follows:
3.1 K.F.S.B.C: Kinematic Free Surface Boundary Condition: this boundary condition relates the free surface velocity to its elevation. Linearized K. F. S. B. C for a wave type flow based on potential theory is as: t
z ??=???ηφ On 0=z The numerical method that is used in this study deals with kinematic free surface boundary condition by the velocities that are set on every cell boundary between a surface cell and an empty cell.
3.2 D.F.S.B.C: Dynamic Free Surface Boundary Condition. Lineaeized dynamic free surface boundary condition for wave type flow, based on potential theory is as: t g ??=φη1 on 0=z . As we mentioned earlier, the numerical method is capable of modeling the free surface via the volume of fluid function (VOF) approach. The function represents fluid and void regions by 1 and 0 respectively. Dynamic free surface boundary condition is applied by assigning a uniform pressure to void region (F=0).
3.3 B.B.C: Bottom Boundary Condition. That specifies zero vertical velocity on the impervious bed, that based on the potential theory is as: 0=???z
φ At h z ?=,in which h is
water depth. 3.4 No-Flow condition on cylinder surface. For an impermeable cylinder is as: 0=???
n
φ on cylinder surface. In which n is the vector normal to the surface. B.B.C and also no-flow condition on cylinder surface is applied to the wave tank by setting the normal velocity to zero. This is done by blocking the surfaces of bed and cylinder that otherwise are open to flow.
3.5 R.B.C. Radiation Boundary Condition.
For the practical reasons, both experimental and numerical wave tanks have to be of limited extent and inevitably we must truncate some boundaries of the wave tanks and as a result of this fact , waves have to propagate in a limited region.
Something of vital importance here is to prevent the outgoing waves, which are passing these truncated boundaries, from reflecting back into the wave tank. This is exactly the case in actual situation in which the waves reflecting away from the body never back towards it. In experimental wave tanks the problem overcome by using wave dissipaters, in numerical wave tanks, this is done via applying Radiation Boundary Condition . Based on the potential theory this condition is as: 01=??=??t
C n φφ
Where C wave celerity and n is the vector normal to the boundary. The present numerical method applies this boundary condition as: 0=??+??x
Q C t Q In which Q is any flow quantity.
3. 6 Wave Boundary Condition.
Generally one side of wave tanks devoted to wave creation. In experimental studies this is done by wave makers. Based on the type of the wave that is wanted, there is variety of wave makers. In theoretical studies we can apply this boundary condition by specifying a particular velocity to one side of the wave tank. We use here of a piston type wave maker by applying the following displacement and velocity specifications:
t S x ωsin 2= , t S t z u ωωcos 2
),,0(= In which S is stroke of the wave maker
4 Specifications of the tests.
A set of 24 tests 4 carried out, in which angle of inclination of the cylinder varies up to 45 degree. For each angle the tests is repeated for four different KC , that are 4.3, 2, 0.87 and 0.5. Following specifications considered here to conduct the tests:
Wave tank:Height: 100 cm, Length: 270 cm for cylinders with 0o, 15o,20o,30o inclination, and 320 cm for 40o and 45o inclination, Width: 100 cm, Water depth: 30 cm Side view and plan view of the wave tank that used for 45=θo is shown in fig. 1. Wave maker located at 0.5z = and has the freedom to move between 2020≤≤?z . At the distances more than three times of the water depth from the wave maker, standing waves decayed virtually ( Dean and Dalrymple, 1992)
Cylinder: Diameter: 30cm
Position: (0=θo 145=z cm), (15=θo 130=z cm), (20=θo 150=z cm), (30=θo 150=z cm), (40=θo 130=z cm), (45=θo 130=z cm)
Wave: Period: 1 sec for all tests.
Piston stroke: Varies for each KC as: (3.4=KC 5.17=S cm), (2=KC 10=S cm), (87.=KC 5=S cm), (5.=KC 3=S cm)
Finish time: The model is run up to 10 wave periods that is 10 sec.
5. Conducting the tests
24 distinct tests was carried out each of which having a particular K N and θ. In these tests the focus was on forces applied to the cylinders in the z direction . Each run
terminated with a history plot of the net pressure force in z direction. Fig. 2 shows these results for different KC and θ.
6. Extracting Hydrodynamic Coefficients.
According to the Morison equation; maximum drag and inertia forces correspond to the maximum velocity and acceleration respectively. On the other hand velocity and acceleration in wave kinematics are 90degrees out of phase. This means that at the time of maximum velocity , acceleration becomes zero and vice versa. We make use of this fact and for calculating of inertia and drag coefficients equate the forces resulting from the model at the time of maximum velocity and acceleration, with those of estimated by the Morison equation.
7. Results and Conclusions
According to Sundar (1997), more or less drag coefficients become independent of inclination of the cylinder at KC greater than 4. This was the base to pay particular attention on KC of 0.5, 0.87, 2 and 4.3. The results of the study show that both of drag and inertia coefficients decreases as KC increases. This is consistent with the trend line obtained by Sundar (1997). Furthermore it is observed from the figures that for 1
Our attempt here in this study was really a minor step towards finding out hydrodynamic coefficients that may be utilized for estimation of wave forces on inclined cylinders via the Morison equation. Throughout the study we assumed a linear wave that impinges on the cylinder. In this regard to ascertain of actual situations in ocean, random seas and irregular waves, the study needs to be continued by applying non linear waves to cylinder. Moreover the cylinder and the bed was impervious in our study, something that may not be the case in actual situations, thus another studies could be carried out by pervious bed and cylinders.
9. Reference
1. Anandkumar, G., Sundar, V., Graw, K.U. and Kaldenhoff, H., (1995): "Pressure and Forces on Inclined Cylinders due to Regular Waves", Journal of Ocean Engineering Vol.22 , pp 747-759
2. Havelock, T.H., (1940): "The Pressure of Water Waves on Fixed Obstacles", Pro. Roy. Soc.Lond.
3. Issacson, M. St. Q. (1977): "Non Linear Wave Forces on Large Offshore Structures", Journal of Waterways port Coastal and Ocean Engineering.
4. Morison, J.R., O'Brien, M.P., Johnson, J.W., and Schaaf, S.A. (1950): "The forces Exerted by Surface Waves on Piles", Petroleum Transactions.
5. Rahman, M., Satish, M.G. and Xiang, Y., (1992): "Wave Diffraction due to Large Offshore Structures", A Boundary Element Analysis. Journal of Ocean Engineering Vol.19, pp 271-287
6. Dean, R., G. and Dalrymple, R. A., (1992): "Water Wave Mechanics for Engineering and Scientists", World Scientific, London, UK.
7. Sundar, V., Koola, P., M., Schlenkhoff, A.U. (1999): "Dynamic Pressures on Inclined Cylinders due to Freak Waves", Journal of Ocean Engineering Vol.26, pp 841-863
8 Sundar, V., Vengatesan, V., Anandkumar, G., and Schlenkhoff, A. (1998): "Hydrodynamic Coefficients for Inclined Cylinders", Journal of Ocean Engineering Vol.25, pp 277-294
Figure 1 Side and plan view of numerical wave flume and inclined cylinder
2=KC 30=θo 5.=KC 15=θ
o
87.=KC 40=θo 5.=KC 45=θ
o
Figure 2 pressure force time history for different KC and θ.
Figure 3 Inertia and drag coefficients due to waves versus angle of inclination
2=KC 15.4=t sec 30=θo 2=KC 25.7=t sec 30=θ 3.4=KC 85.6=t sec 45=θo
Figure 4 Instantaneous surface elevations of the flow around inclined cylinder
静载试验---水平多循环试验报告(带数据)
****工程 基桩单桩水平静载荷试验检测报告 工程名称： 工程地点： 委托单位： 报告编号： 报告页数： **检测 ****年**月**日
****工程 基桩单桩水平静载荷试验检测报告 检测人员： 报告编写： 校核： 审核： 批准： 声明： 1.报告无计量认证章、资质专用章无效； 2.报告无报告人、审核人、批批准人签章无效； 3.报告涂改、换页、错页无效，无骑缝章无效； 4未经书面同意不得复制或作为他用； 因抽样方法不当或检测数量不足等非检测方原因导致检测结果不满足相应技术标准或设计要求及由此产生的后果，检测方不承担相应责任； 5.如对本检测报告有异议或需要说明之处，可在报告发出后15 日向本 检测单位提出书面意见,本单位将于5日给予答复。
地址：邮政编码： ：联系人： 目录 一、工程概况 (2) 1、概述 (2) 2、设计要求 (2) 3、工程地质简况 (2) 4、试桩简况 (2) 二、现场检测 (2) 1、检测目的 (2) 2、检测依据 (2) 3、检测设备 (2) 4、检测方法 (2) 5、数据判定 (2) 三、试验结果的分析和判断 (2)
四、结论 (2)
一、工程概况 1、概述 由XXXX委托，对XXXXX项目工程的静压预应力管桩进行了单桩水平静载试验，以确定该桩型的水平极限承载力，工程信息见下表。 2、设计要求 本工程桩基设计信息如下表1： 表1 基桩设计参数
3、工程地质简况 该工程桩端位于第⑤层细砂层中，地基土的主要物理力学指标见下表，详见本工程地质勘察报告。 表1地层物理力学性质表 注：本资料引自《***********总部基地项目岩土工程勘察报告》。 4、试桩简况 根据委托单位提供的设计及施工资料，各检测桩（点）水平承载力设计值和有关成桩参数见表3，桩（点）位平面图见附图。 表3 试桩参数表 二、现场检测 1、检测目的 根据有关规及设计要求，采用接近于水平受力桩的实际工作条件的试验方法确定单桩的水平承载力。 2、检测依据 《建筑基桩检测技术规程》（JGJ 106-2014）； 《建筑地基基础设计规》（GB 50007-2011）； 《建筑桩基技术规》（JGJ 94-2008）。 3、检测设备 ⑴反力装置：本次试验采用相邻锚桩作为反力装置；如图1。
单桩水平试验报告
一、工程概况 表1工程概况
二、工程地质描述 根据xxxxx岩土工程勘察报告（工程编号：20132022）揭示拟建场地位于浦口区新城中央大道以东，原场地高低起伏，低洼处有积水，现场地已经过推填、整平，原始地形、地貌皆被破坏，场地现标高范围为12.61～15.36m，场地地势总体较平坦。 拟建场地为岗地～岗地前缘相地貌单元。场区岩土自上而下可分为如下几层： ①-1层素填土:黄灰色，灰黄色，土质不均匀，成份主要为粘性土，夹少量腐植物，结构较松散，该层主要为场地整平时堆填土，堆积年代小于5年，场区均有分布。层厚:0.50～ 4.00m，层底埋深:0.50～4.00m。 ①-2层素填土：灰色，灰黑色，软流塑状态，主要为粉质粘土，含较多腐植物，有臭味，分布于场区部分地段。层厚:0.50～1.50m，层底埋深: 1.70～4.50m。 ②层粉质粘土:灰黄色、黄灰色,湿,可塑状态,含少量铁锰质氧化物，中偏高压缩性,该层土切面稍有光泽,干强度中等,韧性中等,无摇振反应，该层分布于场区局部地段，该层层厚:0.60～6.20m，层底埋深:1.50～7.70m。 ③层粉质粘土:黄褐色，可～硬塑状态，含铁锰质结核粒及高岭土斑块，中等压缩性，土切面稍有光泽,干强度中等,韧性中等，无摇振反应，分布于场区大部分地段，该层层厚:0.30～7.00 m，层底埋深:1.50～9.50m。 ④层残积土:黄褐色～砖红色,呈砂土状，可硬塑或中～密实状态，混杂风化岩屑，岩屑含量自上而下渐增，土质不均，遇水易软化，场区普遍分布，该层层厚:0.30～2.80m，层底埋深:2.00～10.30m。 ⑤-1层强风化粉砂岩:砖红色，该层强烈风化成密实砂状，碎块状，组织结构大部分破坏，矿物成份显著变化，标准贯入实测击数多数大于50击。本层浸水易软化，岩体基本质量等级为Ⅴ级。场区普遍分布，该层层厚:0.50～1.70 m，层底埋深:3.50～11.60m。 ⑤-2层中等风化粉砂岩:砖红色，岩体强度低，较完整，机械钻进较快且较为平稳，取芯率达90%，岩块用手易掰断，矿物成分为石英、长石。岩块天然单轴抗压强度标准值为0.45Mpa，该层属极软岩类，岩体基本质量等级为Ⅴ级，本层浸水易软化，该层未穿透。注：详细情况请参见岩土工程勘察报告。
水波动力学文献综述
华中科技大学 考生姓名陈刚 考生学号T201189948 系、年级研究生院 类别硕士 科目水波动力学理论与研究 日期2012年5月12日
水下滑翔器的水动力分析 摘要：水下滑翔器是一种无外挂推进系统，仅依靠内置执行机构调整重心位置和净浮力来控制其自身运动的新型水下装置，主要用于长时间、大范围的海洋环境监测，因此要求其具有低阻特性和高稳定性。文章主要从水下滑翔器水动力特性,纵剖面滑行时水动力特性计算和分析等方面对水下滑翔器的研究和设计提供理论参考。 关键词：水下滑翔器、水动力特性。 引言 水下滑翔器 (AUG)是为了满足海洋环境监测与测量的需要，将浮标、潜标技术与水下机器人技术相结合，研制出的一种无外挂推进系统，依靠自身浮力驱动，沿锯齿型航迹航行的新型水下机器人。AUG采用内置姿态调整机构和无外挂驱动装置，因此载体外置装置减少，避免了对载体线型的破坏，大大改善了载体的水动力特性。AUG具有制造成本和维护费用低、可重复利用、投放回收方便、续航能力强等特点，适宜于大量布放，大范围海洋环境的长期监测。AUG是海洋环境立体监测系统的补充和完善，在海洋环境的监测、凋查、探测等力面具有广阔的应用前景。 国内外现状 1989 年，美国人Henry Stommel 提出了采用一种能够在水下作滑翔运动的浮标进行海洋环境调查的设想，这就是水下滑翔机器人的最初概念。之后，美国开始了AUG 的研究与开发，自1995 年以来，在美国海军研究局的资助下，研制出SLOCUM( Battery) 、Sea glider 和Spray 等多种以二次电池为推进能源的水下滑翔机器人，以及以海洋垂直剖面的温差能作为驱动能源的Slocum 水下滑翔机器人。此外，美国的Prinston 大学建造了一个AUG 试验平台，主要用于AUG 的建模和控制方法研究。美国的Webb Research Corp 先后研制了Slocum Electric Glider 水下滑翔机器人和Slocum Thermal Glider 水下滑翔机器人，其中前者是一种高机动性、适合在浅海工作的水下滑翔机器人，而后者是一种利用海水热差驱动的水下机器人。华盛顿大学研制的Sea glider 水下滑翔机器人能够在广阔的海洋中航行数千千米，持续时间可达6个月，最大下潜深度可达1 000m。Sea glider 已经航行通过了阿拉斯加海湾和拉布拉多海的许多冬季风暴，能在目标位置进行垂直采样和测量。 Spray Glider 是美国的Scripps Institution of Oceanography 研制的水下滑翔机器人，它最初被设计用于深海海域调查，其最大下潜深度可达1 500m。天线内置于滑翔翼中，在浮出水面时机身旋转90°，使有天线的一个滑翔翼垂直露出水面，然后就可以进行GPS 定位和卫星通信。 我国的水下滑翔机器人研究起步较晚，但近年来有多家单位开展了大量的技术研究工作。其中以沈阳自动化研究所为代表研制的AUG 于2005 年10月成功进行了湖上试验，于2006 年通过验收，具有较高的技术水平。天津大学和国家海洋技术中心联合研制的温差能驱动的海洋监测平台也成功进行实验。此外包括沈阳工业大学在内的许多大学和研究所也于近年开
单桩水平静载试验
单桩水平静载试验 检测报告工程名称：XXXX 委托单位：XXXX 检测地点：XXX 报告编号：JC0006 检测单位名称：XXXXXXX 二00九年五月三十日
注意事项 1、报告无“检验鉴定章”或检验单位公章无效； 2、复制报告未重新加盖“检验鉴定章”或检测单位公章无效； 3、报告无报告人、审核、批准签字无效； 4、报告涂改和无骑缝章无效； 5、对检测签订报告若有异议，应于收到报告之日起十五日内 向检测单位提出； 6、一般情况，委托检测鉴定，仅对委托项目负责。 单位地址：XXXXXXX 电话： 传真： 邮政编码：
检测人员： 报告编写人： 审核人： 批准人： 单位地址：XXXXX 邮政编码：XXX 联系人： 电话：
一、委托内容及试验目的 由XXXX委托，由XXXXX工程质量检测有限公司于2009年5月26日至2009年5月27日对XXXXX不夜城项目工程的静压预应力管桩进行了单桩水平静载试验，以确定该桩型的水平极限承载力。二、检测依据 国家标准《建筑基础设计规范》（GB50017-2002）、国家行业标准《建筑基桩技术规范》（JGJ94-2008）、《建筑桩基检测规范》（JGJ106-2003）。 三、检测方法及仪器设备 1.检测方法 （1）本次试验采用PHC-AB400型预应力管桩，桩长14m。 （2）本次试验用3根桩提供反力，用BZ型超高压油泵供油。荷载大小由安装在油路上的压力传感器通过RS-JYB型桩基静载荷测试分析系统自动控制。 （3）该工程基桩静载荷试验采用单向多循环加载法进行试验，应符合下列规定： 单向多循环加载法的分级荷载不应小于预估水平极限承载力或最大试验荷载的1/10，每级荷载施加后，恒载4min后可测读水平位移，然后卸载至零，停2min测读残余水平位移，至此完成一个加卸载循环。如此循环5次，完成一级荷载的位移观测。试验不得中间停顿。 2.水平位移观测
地下水动力学发展史
地下水动力学发展史 郑龙群64090510 （吉林大学环境与资源学院地下水科学与工程系水文与水资源工程专业） 1 概述 虽然人类对地下水的开发利用可追溯到远古时代，但对地下水运动规律的科学认识是较晚的。地下水动力学的发展可以简单的概括为四个阶段：稳定流建立和发展阶段（1856~1935）、非稳定流建立和发展阶段（1935~1969）、实验-电网络模拟技术阶段（1950~1980）、计算机数值模拟技术阶段（1965~今）。 2 稳定流建立和发展 2.1 达西定律（Darcy’s Law）[1] 1856年法国水力工程师H.P.G.达西通过砂的渗透试验获得渗透流速与水力坡度之间的线性关系，提出线性渗透定律，即达西定律，其表达式为： ?H Q=KA 式中Q为单位时间渗流量，A为过水断面，?H为总水头损失，L为渗流路径长度，K为渗透系数。关系式表明，水在单位时间内通过多孔介质的渗流量与渗流路径长度成反比，与过水断面面积和总水头损失成正比。 达西定律的提出标志地下水动力学作为一门学科的诞生。 2.2Dupuit假设及Dupuit公式[2] 1863年，J. Dupuit提出，潜水在缓变流动下，允许忽略地下水的垂向分速度来计算，把达西定律推广用于求解实际问题。 Dupuit公式是以达西定律为基础，推导出地下水单向及平面径流向稳定流的公式。
Dupuit公式的出现，对当时地下水动力学的发展起到了重要的作用，直到今天仍有一定的实用价值。 2.3 地下水稳定流的产生 1901 年，P. Forchheimer 等研究了更复杂的渗流问题，从而奠定了地下水稳定理 论的基础[3]。1906 年， Thiem公式的提出为地下水稳定流的发展做出了巨大的贡献[4]。 3 非稳定流的建立和发展（1935~1969） 3.1 地下水非稳定流理论的产生 在20世纪初期温策尔通过抽水试验，发现了一系列重要现象，并作了比较正确的解释。其中主要的几点是[5]: 1.在分布宽广的潜水含水层中抽水是个逐渐疏干含水层的过程，首先主要是疏干抽水井附近的部分含水层。以后，随着降落漏斗的扩大，逐渐更多地疏于远处的含水层。 2.而在抽水井附近最先达到接近于稳定的状态，越远越偏离稳定状态。 3.既然降落漏斗发展的过程是漏斗中含水层疏干的过程，那么这个过程必然与含水层的给水度有关。反过来，根据疏干发展的过程，应该能计算出含水层的给水度。 温策尔的结论，几乎己包含了地下水径向非稳定流的全部主要思想。然而，由于缺乏数学准备，他只能限于定性的解释，没有能推导出实用的公式。 1928 年，O.E. Meinzer根据大量长期观测资料，认为承压含水层时可压缩而且是有弹性的。随着抽水引起的承压水头的下降，承压含水层也释放出一部分贮存的水，因而再分布宽广的承压含水层中抽水的过程，也是不断消耗含水层中贮存水的过程。这样地下水非稳定流的理论出现的时机也就成熟了。 3.2Theis公式 1935年美国学者泰斯（C. V. Theis）在数学家鲁宾（C. I. Lubin）的帮助下，利用水流和热流的相似性，根据热传导问题的非稳定流求解方法，给出了当水井抽水时井附近地下水位变化的非稳定流解，创立了地下水运动的非稳定流理论，这一非稳定流问题的解即是泰斯公
单桩水平静载现场检测精编版
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单桩水平静载试验现场检测 1.试验目的 通过单桩水平静载试验，确定单桩水平临界和极限承载力，推定土抗力参数；判定水平承载力是否满足设计要求。 2.试验范围 混凝土预制桩、各种混凝土钻孔灌注桩、钢桩 3.试验依据 《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2014） 4.工作程序 仪器设备 RS-JYB/C静载试验设备； 超高压油泵和油压千斤顶及与二者相连的高压油管；
荷载和沉降量测仪表：柱式力传感器或压力变送器量测荷载；百分表、调频式位移传感器量测沉降。荷载和沉降量测仪表均应经过计量标定； 基准梁、支撑（传力）杆。 试验的准备工作 收集资料，了解试桩场地工程地质情况，试桩的基本情况（如桩长、桩径砼强度等级，配筋情况、施工日期、施工工艺等），以及桩的预估水平极限荷载。 根据工程桩的实际水平受力要求，并在充分征求设计人员及建设单位对试桩的试验要求后，制定出比较详细的试验方案。试验加载方法的选择 .1?一般模拟地震周期性水平荷载，采用单向多循环加卸载法进行试验。 .2?对于受长期水平荷载的桩基采用慢速连续加载法进行试验。 试验仪表设备的安装及要求 ? ? 图1?水平静载试验装置示意图 .1?采用千斤顶施加水平力，水平力作用线应通过地面标高处（地面高应与实际工程桩基承台底面标高一致）。在千斤顶与试桩接触处宜安置一球形铰座，以保证千斤顶作用力能水平通过桩身轴线。
.2?桩的水平位移采用调频式位移传感器测量。每一试桩在力的作用水平面上和在该平面以上50cm左右各安装一或二只调频式位移传感器（下面调频式位移传感器测量桩身在地面处的水平位移，上面调频式位移传感器测量桩顶水平位移，根据两调频式位移传感器位移与两调频式位移传感器距离的比值求得地面以上桩身的转角）。如果桩身露出了地面较短，可只在力的作用水平面上安装调频式位移传感器测量水平位移。 .3?固定调频式位移传感器的基准桩宜打设在试桩侧面靠位移的反方向，与试桩的净距不小于1倍试桩直径 有垂直荷载的水平静载试验，桩顶应放置垂直千斤顶，由有轴承定位的滚轴和球铰形成自由端条件，垂直荷载于试验前一次加上。所加垂直荷载值，一般取该桩垂直抗压容许承载力的90％。 试验中所需反力可通过反力桩来实现，也可以由坑壁提供。 其它注意事项 在试验设备、仪器仪表的运输过程中应确保其不受损伤，以保证现场试验数据准确无误。 试验现场必须搭起能防雨、遮阳的临时帐篷或设施，以保护仪器设备。高压油泵等仪器设备应按照就近、方便、安全的原则安放。 试验现场所接电源必须符合临时架设电源线路的要求，禁止乱扯电源、电线，防止漏电，触电等事故发生。试验规定和要求
基于水动力模型海绵城市建设分析案例
基于AWater Plan2.0海绵城市规划设计案例分析 2017.07.14赖泽辉 联系QQ及邮箱（356290189/356290189@https://www.wendangku.net/doc/df9998173.html,） 示范区背景 示范区为广州东濠涌以西某排水子系统，排水体制为合流制。排水系统收集的雨污水通过下游干管排放至猎德污水处理厂进行处理。系统沿东濠涌有截留管道，暴雨条件下，如果下游干管不能满足排放需要，则系统中雨污水通过截留管道直接排放到东濠涌。 示范区位于广州老城区房屋、道路等硬化下垫面所占比例大，排水标准偏低，暴雨情况下，易出现内涝风险和溢流污染风险。
目的 针对示范区下垫面建设情况，现利用海绵设施对其进行改造，以提高排水系统对雨水调蓄能力，减少内涝和溢流污染风险，减少下游污水处理负荷。使示范区排水标准在内涝、排水系统负载、溢流等指标方面达到5年一遇标准。 工具 利用海绵城市规划与设计辅助软件（AWater Plan2.0）。
静态模型构建 收集整理示范区排水设施、河流、下垫面、地形等数据，利用AWater Plan2.0模型建设功能，考虑排水管道拓扑、汇水区划分、系统网络结构、模型概化等内容，构建示范区水动力静态模型，模型参数采用常用的经验参数。
降雨数据制作 根据地方暴雨强度公式，生成1年一遇、2年一遇、5年一遇、10年一遇降雨数据，降雨历时为2小时。 示范区排水能力现状分析 利用设计降雨对示范区排水系统进行现状评估。现状评估情景包
括1年一遇降雨情景、2年一遇降雨情景、5年一遇降雨情景、10年一遇情景。评估结果如下： 地表径流量 累积径流量
瞬时径流量
【方案】桩基静载检测方案
v1.0 可编辑可修改*******************项目 桩基静载试验 检 测 方 案
一、工程概况 *********工程使用人工挖孔扩底灌注桩基础，持力层为中风化砂岩或泥岩层，桩径1250mm，扩底至1800mm，工程桩单桩竖向承载力特征值为10620kN，加载按照业主及设计方最终意见，单桩最大加载值为倍，是16992kN。根据设计和规范该工程桩基检测需做静载试验检测。采用单桩竖向抗压静载试验检测桩数为3根。 二、人员及设备配置 （一）人员配置 我公司拟派有丰富经验的检测工程师1名，检测员及技工若干名进驻现场。 （二）仪器配置 三．单桩竖向抗压静载试验 1、.试验依据 (1)、中华人民共和国行业标准：《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106—2014； (2)、中华人民共和国国家标准：《建筑地基基础设计规范》GB50007—2011；
(3)、中华人民共和国行业标准：《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008。抽检数量为单体工程同一类型同一持力层按总桩数的1%且不少于3根。 2、试验目的 采用接近于通过竖向抗压桩的实际工作的试验方法，比较准确的反映单桩的受力状况和变形特征，确定单桩竖向抗压承载力，作为设计依据，或对工程桩的承载力进行抽样检验和评价。 3、单桩竖向抗压静载试验的基本原理 单桩竖向抗压静载试验，是一种原位测试方法，其基本原理是将竖向荷载均匀的传至建筑物基桩上，通过实测单桩在不同荷载作用下的桩顶沉降，得到静载试验的Q—s 曲线及s—lg t等辅助曲线，然后根据曲线推求单桩竖向抗压承载力特征值等参数。 4、仪器设备 (1)、加载设备：4台油压千斤顶（500T），高压油泵站。 (2)、荷载与沉降量测仪表：荷载量测使用100Mpa压力表，试验点的沉降量由安装在离桩顶平面的4个百分表量测。荷载与沉降量测仪表均经过国家指定的计量标定单位进行计量标定 5、试验准备工作 (1)、收集原始资料，了解试桩场地工程地质情况，试桩的基本情况（如桩长、桩径、混凝土强度等级、施工日期、施工工艺等），以及桩的设计极限承载力值。 (2)、制定出比较详细的试验方案（包括桩头处理、加载装置等）。 ******工程单桩竖向抗压静载试验采用锚桩压重联合反力装置，采用4根锚桩，并监测锚桩上拔量，根据设计方提供信息，并结合现场实际情
单桩竖向抗拔静载荷试验实施细则
地基专业作业指导书 单桩竖向抗拔静载荷试验实施细则文件编号： 版本号： 编制： 批准： 生效日期：
单桩竖向抗拔静载荷试验实施细则 1. 目的 为了规范单桩竖向抗拔静载荷试验的各个环节，特制定本细则。 2. 适用范围 单桩竖向抗拔静载荷试验的前期准备、现场实施和内业分析计算。 3. 引用文件 对于湖北省境内的检测项目，以《建筑地基基础检测技术规范（DB42/269-2003）》为最基本的技术依据，当该规范不明确时，参照下述规范执行： 《建筑地基基础设计规范（GB 50007-2011）》 《建筑桩基技术规范（JGJ 94-2008）》 《建筑基桩检测技术规范（JGJ 106-2014）》 对于湖北省境外的检测项目，依据后三种国标或行标执行。 对于每次发出的检测报告中，必须明确该报告依据的技术标准，并严格按其标准执行。 4. 工作程序 4.1 检测数量及预期最大加载量的确定 静载荷试验的检测数量按规范的要求执行。 对于为设计提供依据的试桩静载荷试验，要求加载至破坏，预期最大加载量为设计采用的单桩承载力特征值的2倍； 对于以桩身承载力控制极限承载力的工程试桩试验加载至承载力设计值的1.5-2倍。 对于工程桩静载试验，当拟定的试验终止荷载小于设计采用特征值的2倍时，应由委托方明示或书面委托，并在合同书或报告中说明。
静载试验前，一定要告知委托方拟测各桩的预期最大加载值并得到委托方的认可。 4.2 现场准备 4.2.1 安排组成静载试验小组，该小组由项目经理、现场检测工程师和测试工人组成。4.2.2 由项目经理或现场检测工程师前往现场踏勘，了解下述现场及试验基本情况： 拟测桩周围场地平整情况、道路是否通畅。 加载型式（天然地基或锚桩）、预计最大加载值、桩型、桩长、桩端持力层、是否存在明显的负摩擦力因素（预压、大量抽排水）； 拟测桩桩身砼强度等级及龄期、委托方要求工期、检测数量、锚桩砼龄期、天然地基承载力等。 了解桩身钢筋伸出桩顶长度及强度：伸出桩顶长度不少于40d+500mm（d为钢筋直径）。为设计提供依据时，试桩按钢筋强度标准值计算的抗拔拉力应大于预估极限承载力的1.25倍。试验桩桩顶与地面的关系：桩顶部露出地面高度不宜小于地面300mm，桩身垂直度偏差不应大于1％，以方便安装反力系统和测量仪表。 桩头是否需要加强处理。 从成桩到开始试验的时间间隔，对于砂类土不应小于10天，粉土及粘性土不应小于15天，饱和软粘性土不应小于25天。灌注桩尚应保证桩身混凝土达到设计或试验要求强度。 如果委托方要求提前检测，应明确我公司不承担相应责任。
单桩水平静载现场检测修订稿
单桩水平静载现场检测 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-
单桩水平静载试验现场检测 1.试验目的 通过单桩水平静载试验，确定单桩水平临界和极限承载力，推定土抗力参数；判定水平承载力是否满足设计要求。 2.试验范围 混凝土预制桩、各种混凝土钻孔灌注桩、钢桩 3.试验依据 《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2014） 4.工作程序 仪器设备 RS-JYB/C静载试验设备； 超高压油泵和油压千斤顶及与二者相连的高压油管；
荷载和沉降量测仪表：柱式力传感器或压力变送器量测荷载；百分表、调频式位移传感器量测沉降。荷载和沉降量测仪表均应经过计量标定； 基准梁、支撑（传力）杆。 试验的准备工作 收集资料，了解试桩场地工程地质情况，试桩的基本情况（如桩长、桩径砼强度等级，配筋情况、施工日期、施工工艺等），以及桩的预估水平极限荷载。 根据工程桩的实际水平受力要求，并在充分征求设计人员及建设单位对试桩的试验要求后，制定出比较详细的试验方案。试验加载方法的选择 一般模拟地震周期性水平荷载，采用单向多循环加卸载法进行试验。 对于受长期水平荷载的桩基采用慢速连续加载法进行试验。 试验仪表设备的安装及要求 ? ? 图1?水平静载试验装置示意图 采用千斤顶施加水平力，水平力作用线应通过地面标高处（地面高应与实际工程桩基承台底面标高一致）。在千斤顶与试桩接触处宜安置一球形铰座，以保证千斤顶作用力能水平通过桩身轴线。
桩的水平位移采用调频式位移传感器测量。每一试桩在力的作用水平面上和在该平面以上50cm左右各安装一或二只调频式位移传感器（下面调频式位移传感器测量桩身在地面处的水平位移，上面调频式位移传感器测量桩顶水平位移，根据两调频式位移传感器位移与两调频式位移传感器距离的比值求得地面以上桩身的转角）。如果桩身露出了地面较短，可只在力的作用水平面上安装调频式位移传感器测量水平位移。 固定调频式位移传感器的基准桩宜打设在试桩侧面靠位移的反方向，与试桩的净距不小于1倍试桩直径 有垂直荷载的水平静载试验，桩顶应放置垂直千斤顶，由有轴承定位的滚轴和球铰形成自由端条件，垂直荷载于试验前一次加上。所加垂直荷载值，一般取该桩垂直抗压容许承载力的90％。 试验中所需反力可通过反力桩来实现，也可以由坑壁提供。 其它注意事项 在试验设备、仪器仪表的运输过程中应确保其不受损伤，以保证现场试验数据准确无误。 试验现场必须搭起能防雨、遮阳的临时帐篷或设施，以保护仪器设备。高压油泵等仪器设备应按照就近、方便、安全的原则安放。试验现场所接电源必须符合临时架设电源线路的要求，禁止乱扯电源、电线，防止漏电，触电等事故发生。试验规定和要求
微机械动力学研究进展
万方数据
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万方数据
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微机械动力学研究进展 作者：李敏， 段向东， 李泉伟， Li Min， Duan Xiangdong， Li Quanwei 作者单位：李敏,段向东,Li Min,Duan Xiangdong(郑州旅游职业学院,河南郑州,450009)， 李泉伟,Li Quanwei(郑州机械研究所,河南郑州,450009) 刊名： 机械传动 英文刊名：Journal of Mechanical Transmission 年，卷(期)：2012,36(6) 本文读者也读过(10条) 1.李旭.贾楠.王文强.李锐.Li Xu.Jia Nan.Wang Wenqiang.Li Rui莱佩莱捷行星齿轮动力学仿真分析[期刊论文]-机械传动2012,36(5) 2.叶勇.Ye Yong2SPS+RRPRR并联机器人实时速度加速度的变量几何法求解[期刊论文]-机械传动2012,36(6) 3.夏志民.赵文瑜.Xia Zhimin.Zhao Wenyu一种法兰型单螺杆挤出机齿轮箱[期刊论文]-机械传动2012,36(6) 4.俞庆.毛旭东.Yu Qing.Mao Xudong基于拓扑学的行星轮系综合与研究[期刊论文]-机械传动2012,36(5) 5.李攀.王三民.袁茹.刘卫卫.Li Pan.Wang Sanmin.Yuan Ru.Liu Weiwei多级平行轴齿轮传动系统方案设计平台[期刊论文]-机械传动2012,36(5) 6.侯红玲.彭玉海.李志峰.张昌明.何亚银.Hou Hongling.Peng Yuhai.Li Zhifeng.Zhang Changming.He Yaying 新型链传动及自动啮合装置设计[期刊论文]-机械传动2012,36(5) 7.解本铭.孔维定.Xie Benming.Kong Weiding基于ADAMS的三自由度平动并联打磨机构的轨迹规划与仿真[期刊论文]-机械传动2012,36(5) 8.王猛.李长春.Wang Meng.Li Changchun不完全齿轮自动换向机构的运动分析[期刊论文]-机械传动2012,36(6) 9.李绍青.Li Shaoqing差动轮系指南车的设计与分析[期刊论文]-机械传动2012,36(6) 10.杨杰.郑海起.关贞珍.田昊.王彦刚.Yang Jie.Zheng Haiqi.Guan Zhenzhen.Tian Hao.Wang Yangang一种基于子空间法的机械故障欠定盲分离新算法[期刊论文]-机械传动2012,36(5) 本文链接：https://www.wendangku.net/doc/df9998173.html,/Periodical_jxcd201206032.aspx
单桩水平静载现场检测
单桩水平静载试验现场检测 1.试验目的 通过单桩水平静载试验，确定单桩水平临界和极限承载力，推定土抗力参数；判定水平承载力是否满足设计要求。 2.试验范围 混凝土预制桩、各种混凝土钻孔灌注桩、钢桩 3.试验依据 《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2014） 4.工作程序 4.1仪器设备 4.1.1 RS-JYB/C静载试验设备； 4.1.2 超高压油泵和油压千斤顶及与二者相连的高压油管； 4.1.3 荷载和沉降量测仪表：柱式力传感器或压力变送器量测荷载；百分表、调频式位移传感器量测沉降。荷载和沉降量测仪表均应经过计量标定； 4.1.4基准梁、支撑（传力）杆。 4.2试验的准备工作 4.2.1 收集资料，了解试桩场地工程地质情况，试桩的基本情况（如桩长、桩径砼强度等级，配筋情况、施工日期、施工工艺等），以及桩的预估水平极限荷载。 4.2.2 根据工程桩的实际水平受力要求，并在充分征求设计人员及建
设单位对试桩的试验要求后，制定出比较详细的试验方案。 4.2.2.1 试验加载方法的选择 4.2.2.1.1 一般模拟地震周期性水平荷载，采用单向多循环加卸载法 进行试验。 4.2.2.1.2 对于受长期水平荷载的桩基采用慢速连续加载法进行试验。 4.2.2.2 试验仪表设备的安装及要求 图1 水平静载试验装置示意图 4.2.2.2.1 采用千斤顶施加水平力，水平力作用线应通过地面标高处（地面高应与实际工程桩基承台底面标高一致）。在千斤顶与试桩接 触处宜安置一球形铰座，以保证千斤顶作用力能水平通过桩身轴线。 4.2.2.2.2 桩的水平位移采用调频式位移传感器测量。每一试桩在力 的作用水平面上和在该平面以上50cm左右各安装一或二只调频式 位移传感器（下面调频式位移传感器测量桩身在地面处的水平位移，上面调频式位移传感器测量桩顶水平位移，根据两调频式位移传感器位移与两调频式位移传感器距离的比值求得地面以上桩身的转角）。 如果桩身露出了地面较短，可只在力的作用水平面上安装调频式位移传感器测量水平位移。 4.2.2.2.3 固定调频式位移传感器的基准桩宜打设在试桩侧面靠位移 的反方向，与试桩的净距不小于1倍试桩直径 4.2.2.3 有垂直荷载的水平静载试验，桩顶应放置垂直千斤顶，由有
基于水动力模型的农田水利沟渠特性分析
基于水动力模型的农田水利沟渠特性分析 为了促进农田水利沟渠能够得到畅通的排放，利用水动力模型分析了排放沟渠形态改造前后的流场变化，并通过调查探索整修先后农田水利沟渠内水流速度的快慢，证实了水动力模型在暢通农田水利沟渠中的有效作用。 标签：水动力模型；农田水利沟渠；分析 1 背景简介 在我国某市的风景区中有两个重要的雨污合流排放口，这两个排放口的水流都是依靠沟渠排入某湖的。据相关数据表明，该沟渠大致有320m长，最宽处可达到45m。沟渠呈现出蜿蜒曲折的状态，中间有一小岛。如此的形态布局，经常导致水流通道被堵塞，水流无法正常通行，渠道内部沉积的厚重的淤土泥沙长年没有得到良好的清理，其数量与日剧增。因此，淤泥成为了雨污水中最主要的沉积物，也是湖水最主要的污染源之一。合流制雨污水中存在很大比例的小型颗粒物质。为此，为尽量减少这些固体物质对湖水水体的污染，也为了减少湖底厚重的淤泥淤积，急需动用切实可行的工程措施来对沟渠中的沉淀地进行改造、修整，以期降低颗粒类污染源对湖水的污染。为了使固体颗粒物能够顺利的在沉淀地内下沉，对该流域内的水体流速具有较高的要求。只有流速达到了一定要求，就能在较短时间内使颗粒物沉积下来，为彻底清理区域内的淤泥提供便利。 水动力模型是一种用于描述不同水体、水文特性及流场空间布局规律的数理模型。在探究湖水污染物具体布局的过程中，首先要研究不同类型水体、水文的特殊性质，掌握水体中流场的空间布局特色，为正确把握湖水污染物的具体分布特征打下基础。所以，在分析农田水利沟渠特性时，我们先要利用水动力数学模型对该区域水体特性与流场分布作一定的研究调查。 3 分析水动力学模型RAm2的建立过程 3.1 导入所需要的数据 在RAm2中，除了可以输入文本型数据外，还能输入图形文件，如CIS、CAD、TIFF、JPEG······具体而言，在实际操作中，可以将DWG等各类格式的具体地形利用CAD等图形文件转变为DXF格式的文件，并将这些文件导入到RAm2中，利用软件对其进行散点化处理，为下一步划分网格打下基础。 3.2 合理划分网格 首先，在操作过程中，可以将所要调整的区域利用map模块进行二维有限元网格的划分。接着，将划分完毕的网格切换至mesh模块项下，以便有效的纠正、整改初步划分的有限元网格。在RmA2模型中，其主要边界选用的是四边形网格，而非三角形网格。因此，在进行边界网格划分时，必须采用自动、手动
土壤水动力学
课程名称：土壤水动力学课程编号：课程类型：学位课、非学位课考核方式：考试、考查学科专业：农业水土工程年级：2012 姓名: 张廷强学号：10076120270 河北工程大学2012～2013学年第学期研究生课程论文报告
“四水”转化研究分析 摘要:“四水”是指大气水、地表水、土壤水和潜水,“四水”之间的相互转化关系研究,对水资源评估、供需预测、合理开发利用水资源和节水灌溉都有十分重要的意义。本文总结八个8方面“四水”两两之间相互转化的研究成果,归纳了“四水”转化研究存在的问题,讨论了未来的研究重点。 关键词:模型研究、大气水;地表水;土壤水;潜水;产流 区域的四水转化水资源是区域社会经济发展的支撑和保证条件。水土资源平衡分析在区域水资源配置的分析中具有十分重要的作用，而区域的四水转化问题的研究是水土资源平衡分析的科学基础和依据。区域的四水指的是大气水——降水与蒸发、地表水、土壤水和地下水。如今四水转化广泛应用与区域水资源计算模型建立。例如根据水循环机理和水平衡原理，利用水文学径流形成理论，建立平原区“四水”转化模型，对土壤含水率进行过程模拟。可广泛应用于平原区“四水”转化关系分析，可以用于评价平原区区域水资源量。除此之外针对以往灌区耗水量计算方法的不足和灌区水循环机制的特点,建立了基于四水(大气水、地表水、土壤水、地下水)转化的灌区耗水量计算模型。应用该模型可计算灌区各耗水类型的耗水量,并能对灌区各水均衡模块之间的水量交换进行分析计算。由此可见四水转化的学习研究具有非常重要的意义。 １研究进展 “四水”研究是在“三水”（大气降水、地表水、潜水）转化关系的研究基础上发展起来的，是陆面水文循环的一个主要部分，研究手段与水文
单桩水平静载试验报告
《无损检测技术》课程设计 学院：xxx学院 课程：无损检测技术 设计题目：单桩水平静载试验 班级：材料1001 x 组员：xx /xx / xx xxx 指导老师：xx老师 日期：2012.12.24-2012.12.28
单桩水平静载试验设计报告书 单桩水平抗压静载试验，采用接近于水平受荷桩实际工作条件的试验方法，目的是检测桩的水平承载力是否满足设计要求。本试验的依据是国家行业标准《建筑基桩检测技术规范》(JGJ 106－2003)和《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041－2000）。 我们的课程设计包括以下几个方面的内容： 1．试桩制作要求 2．试验装置安装 3．加载、卸载方式 4．试桩量测 5．单桩水平荷载和极限荷载的确定 6．单桩水平临界荷载的确定方法 7．单桩水平极限荷载的确定方法 对于以上内容我们所做的工作有： 1．选择课题，熟悉课题； 2．小组讨论课题，分解课题任务； 3．查找专业资料，整合专业资料； 4．编制单桩水平静载试验的操作指导书； 5．完成课程设计报告，完成小组互评。 在老师的指导帮助以及小组成员的密切合作下，经过四天的努力，我们对单桩水平静载试验有了更深入的了解，使我们受益匪浅。现今，我们小组已经基本上完成了单桩水平静载试验的课程设计，其主要内容和具体操作步骤在指导书中有详细的说明。相关规范见附录1，附录2。
单桩水平静载试验指导书 单桩水平抗压静载试验，采用接近于水平受荷桩实际工作条件的试验方法，目的是检测桩的水平承载力是否满足设计要求。本试验的依据是国家行业标准《建筑基桩检测技术规范》(JGJ 106－2003)附录1，《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041－2000）附录2。 检验和确定试桩的水平承载力可直接由水平荷载和水平位移曲线判定，亦可根据实测桩身应变来判定。当桩身埋设有量测元件时，可以较精确求得各级水平荷载作用下，桩身弯矩分布情况，从而为检验桩身强度，推求不同深度弹性地基系数提供依据。 1．试桩制作要求 （1）试桩位置应根据场地地质、设计要求综合选择具有代表性的地点； （2）试桩周边2～6m范围内布置钻孔，并取土样进行土工试验； （3）试桩数量一般不少于2根； （4）试桩顶部一般应予加强，可在桩顶配置加密钢筋网2-3层，或以薄钢板圆筒作成加劲箍与桩顶混凝土浇成一体，用高标号砂浆将桩顶抹平。对于预制桩，若桩顶未破损可不另作处理。 （5）为安置沉降测点和仪表，试桩顶部露出试坑地面的高度不宜小于600mm，试坑地面宜与桩承台底设计标高一致。 （6）试桩的成桩工艺和质量控制标准应与工程桩一致。为缩短试桩养护时间，混凝土强度等级可适当提高，或掺入早强剂。 （7）从成桩到开始试验的间歇时间：在桩身强度达到设计要求的前提下，对于砂类土，不应少于10d；对于粉土和粘性土，不应少于15d；对于淤泥或淤泥质土，不应少于 25d，钻孔灌注桩成桩后一般不少于28d。 2．试验装置安装 单桩水平静载试验装置通常包括加载装置、反力装置、量测装置三部分。 1）安装反力装置 最常用的方法是利用试桩周围的工程桩或垂直加载力试验用的锚桩作为反力墩。根据需要可把2根甚至4根桩连成一整体作为反力座。有条件时，也可利用周围现有结构物作反力座。必要时，可浇筑专门的支架来做反力架。加载反力装置可根据现场条件选择锚桩横梁反力装置、压重平台反力装置、锚桩压重联合反力装置、地锚反力装置，并应符合下
计算水动力学报告
计算水动力学报告
一、计算水动力学概述 随着电子计算机的出现和现代计算机技术的飞速发展，计算流体力学作为新的流体力学分支，集合了数值模拟、数值计算和计算机实验等各方面的特性，主要针对我们日常水力学的数值求解问题。 目前，计算水动力学的发展，已经从一维、二维数值模拟进入三维数值模拟，从势流发展到漩涡运动，从层流发展到紊流模拟，从恒定流发展到非恒定流，从单相流发展到液、固两相流，再到液、固、气三相流，从大范围流动到水流内部机理等都有所研究。其中，对于非恒定流、渗流、自由面溢流、水利机械流动的水力计算、粘性流与紊流模拟的研究都有较大的进展。 二、计算水动力学原理和方法 在计算水动力学中，求解流体力学的方法一种是解析方法，一种是数值方法。对于解析方法，必须要面对基本方程的非线性性质和几何形状不规则这两个难题，这给解析求解带来了很大的困难。 随着电子计算机的发展，开始产生了适用于计算机求解的数值方法，如有限差分法、有限元法、边界积分方程法、快速变换、统计实验法等。它们主要的原理，就是将基本方程进行离散，然后通过各种优化算法，使得数值解尽量的逼近解析解的真值。
三、泊松方程的迭代求解 泊松方程为2222(x,y)u u f x u ??+=-??,(x,y)∈Ω 其边界条件(x,y)1,(x,y)u =∈?Ω，其中(){},0,1x y x y Ω=<< 3．1用菱形五点差分离散格式 如下图所示，用直角坐标系在Ω上打网格，令x y h ?=?=， xi=ih, yj=jh ,h=1/(N+1), i,j=1,2,……,N. 对泊松方程，在(),y i j x 上用五点差商格式进行二阶偏导离散，即 ()()()()22 11221,y 2,y ,y i j i j i j u u x u x u x o h x h +-???=-++? ? ? ()()()()2211221 ,y 2,y ,y i j i j i j u u x u x u x o h y h +-???=-++? ?? 将离散格式导入泊松方程，经过化简得到
单桩水平静载试验实施细则
1单桩水平静载试验实施细则 1.试验目的 通过单桩水平静载试验，确定单桩水平临界和极限承载力，推定土抗力参数； 判定水平承载力是否满足设计要求。 2.试验范围 混凝土预制桩、各种混凝土钻孔灌注桩、钢桩 3.试验依据 《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008） 《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2014） 4.工作程序 仪器设备 RS-JYB/C静载试验设备； 超高压油泵和油压千斤顶及与二者相连的高压油管； 荷载和沉降量测仪表：柱式力传感器或压力变送器量测荷载；百分表、调频式位移传感器量测沉降。荷载和沉降量测仪表均应经过计量标定； 基准梁、支撑（传力）杆。 试验的准备工作 收集资料，了解试桩场地工程地质情况，试桩的基本情况（如桩长、桩径、砼强度等级，配筋情况、施工日期、施工工艺等），以及桩的预估水平极限荷载。根据工程桩的实际水平受力要求，并在充分征求设计人员及建设单位对试桩的试验要求后，制定出比较详细的试验方案。 试验加载方法的选择 一般模拟地震周期性水平荷载，采用单向多循环加卸载法进行试验。 对于受长期水平荷载的桩基采用慢速连续加载法进行试验。 试验仪表设备的安装及要求（图1）
图1 水平静载试验装置示意图 采用千斤顶施加水平力，水平力作用线应通过地面标高处（地面高应与实际工程桩基承台底面标高一致）。在千斤顶与试桩接触处宜安置一球形铰座，以保证千斤顶作用力能水平通过桩身轴线。 桩的水平位移采用调频式位移传感器测量。每一试桩在力的作用水平面上和在该平面以上50cm左右各安装一或二只调频式位移传感器（下面调频式位移传感器测量桩身在地面处的水平位移，上面调频式位移传感器测量桩顶水平位移，根据两调频式位移传感器位移与两调频式位移传感器距离的比值求得地面以上桩身的转角）。如果桩身露出了地面较短，可只在力的作用水平面上安装调频式位移传感器测量水平位移。 固定调频式位移传感器的基准桩宜打设在试桩侧面靠位移的反方向，与试桩的净距不小于1倍试桩直径。
水动力水质模型验证咨询方案
水动力水质模型验证咨询方案 北运河是流经北京市东郊和天津市的一条河流，为海河的支流。干流通州至天津也即京杭大运河的北段。古称白河、沾水和潞河。其上游为温榆河，源于军都山南麓，自西北而东南，至通州与通惠河相汇合后始称北运河。为了将水动力水质模拟应用于黑臭水体治理，第一步需要验证水动力水质模型的适用性和准确定。 为此，相关单位在北运河北京段选取一段河流进行物模试验，然后委托北京三易思创科技有限公司进行数值模拟，通过两者对比来验证模型的适用性和准确性。 选取的河段上下游均由闸门控制，可以充分人为控制河道内的水动力条件，同时沿途没有流入的水流和污染负荷，因此可以从一定程度上隔绝其他未知因素的干扰。首先通过控制上下游闸门，将该河段的内水全部放空，然后开启上游闸门放水，并且每日监测从上游至下游沿途一共5个点的流量和水质。 本次数值模拟主要用于验证水动力水质模型的适用性和准确定，因此定义一个水动力+水质问题。使用3EWATER建模工具软件，建立基于Delft3D中Flow 和Waq模块耦合的水动力水质模型。 3EWATER软件中直接整合了国家测绘标准的“天地图”地理底图，同时可以支持通用格式的地图shp文件加载，建模工程师对照底图结合北运河精确轮廓进行了网格绘制。由于Delft3D支持曲面正交网格，因此绘制出的网格能够很好的贴合北运河蜿蜒曲折的河流形态。北运河沿途的底部地形高程通过关键断面实测断面高程分布进行插值处理。完成基本建模后，先对北运河的水动力水质模型进行率定和验证。
北运河曲面正交网格 在完成水动力模型率定和验证后，加入化学需氧量、氨氮、总磷三种水质参数以及对应的水质过程，对水质模型率定和验证。 监测断面氨氮浓度验证 从水动力和水质模型验证的结果来看，基于Delft3D计算引擎的水环境数值模拟软件3EAWTER能够很好的满足城市黑臭水体水动力水质模拟的需要，其结果也得到了相关单位的认可。