流水沖擊作用下橋梁承臺及樁基礎(chǔ)沖蝕數(shù)值模擬研究.pdf

1、在跨越水域的橋梁使用過程中，由于橋梁的樁及承臺占據(jù)部分過水面斷面，使得含泥沙高的水流對橋墩或外露樁基礎(chǔ)產(chǎn)生沖擊剝蝕作用。然而現(xiàn)階段對橋梁沖蝕的研究比較少，人們對橋墩局部的沖蝕機理認識以及理論研究還比較局限。為了更好地了解橋梁承臺及樁基礎(chǔ)的沖蝕規(guī)律及機理，本文對承臺及樁的沖蝕進行數(shù)值模擬，主要研究內(nèi)容及研究成果有：
　　(1)運用FLUENT軟件對橋梁承臺及樁基礎(chǔ)沖蝕進行仿真計算，分析得到橋梁承臺、樁基礎(chǔ)的沖蝕磨損分布，找出其易磨損

2、部位，并通過改變水流流速、泥沙粒徑、樁徑及承臺形狀等因素，研究其對沖蝕磨損的影響。結(jié)果表明，沖蝕磨損主要集中于承臺迎水面邊角處，迎水面樁基與承臺的接頭處附近，背水面樁基的內(nèi)側(cè)。水流流速、泥沙粒徑等因素不影響橋梁承臺及樁基礎(chǔ)的沖蝕磨損分布規(guī)律，但影響沖蝕磨損程度。相比矩形承臺、八邊形承臺及樁基礎(chǔ)，橢圓形承臺及樁基礎(chǔ)具有較好的抗沖蝕能力。
　　(2)介紹了ANSYS/LS-DYNA軟件的一些基礎(chǔ)理論，建立了泥沙顆粒沖蝕混凝土靶材模型，

3、分析混凝土靶材在顆粒沖蝕作用下的破壞特性，分析了不同沖蝕角度、顆粒粒徑、顆粒速度、顆粒形狀對沖蝕磨損的影響及混凝土靶材破壞規(guī)律，并分析研究了鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)的沖蝕特點。結(jié)果表明，混凝土的沖蝕破壞主要是裂縫的形成和擴展造成的，且在沖蝕角度為90度時，混凝土的沖蝕磨損最大。顆粒的速度及粒徑的增大均會加劇混凝土的沖蝕磨損。鋼纖維混凝土和普通混凝土相比，具有較為良好的抗沖蝕能力。
　　通過對橋梁承臺及樁基礎(chǔ)的沖蝕磨損研究，可以為橋梁承臺及