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期刊论文 14

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2023 1

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2020 2

2019 1

2016 1

2014 1

2011 1

2009 2

2007 2

2000 1

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关键词

苏通大桥 3

冲刷防护 2

群桩基础 2

钢吊箱 2

三维有限元 1

上举力 1

冲刷 1

冲刷坑 1

冲刷评估 1

动力特性 1

双向整治 1

基础冲刷 1

多波束测深数据 1

大坝安全 1

完善调沙体系 1

实时监测 1

小浪底水库 1

局部冲刷 1

岩体冲刷 1

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检索范围：

排序：展示方式：

Particle swarm optimization model to predict scour depth around a bridge pier

Shahaboddin SHAMSHIRBAND, Amir MOSAVI, Timon RABCZUK

《结构与土木工程前沿（英文）》 2020年第14卷第4期页码 855-866 doi: 10.1007/s11709-020-0619-2

摘要： Scour depth around bridge piers plays a vital role in the safety and stability of the bridges. The former approaches used in the prediction of scour depth are based on regression models or black box models in which the first one lacks enough accuracy while the later one does not provide a clear mathematical expression to easily employ it for other situations or cases. Therefore, this paper aims to develop new equations using particle swarm optimization as a metaheuristic approach to predict scour depth around bridge piers. To improve the efficiency of the proposed model, individual equations are derived for laboratory and field data. Moreover, sensitivity analysis is conducted to achieve the most effective parameters in the estimation of scour depth for both experimental and filed data sets. Comparing the results of the proposed model with those of existing regression-based equations reveal the superiority of the proposed method in terms of accuracy and uncertainty. Moreover, the ratio of pier width to flow depth and ratio of 50 (mean particle diameter) to flow depth for the laboratory and field data were recognized as the most effective parameters, respectively. The derived equations can be used as a suitable proxy to estimate scour depth in both experimental and prototype scales.

关键词： scour depth bridge design and construction particle swarm optimization computational mechanics artificial intelligence bridge pier

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Numerical modeling of current-induced scour around multi-wall foundation using large-eddy simulation

《结构与土木工程前沿（英文）》 2023年第17卷第4期页码 546-565 doi: 10.1007/s11709-023-0943-4

摘要： Scouring is one of the primary triggers of failure for bridges across rivers or seas. However, research concerning the scour mechanism of multi-wall foundations (MWFs) remains scarce, hindering the further application of MWFs. In this study, for the first time, the scouring effect caused by unidirectional flow around MWFs was examined numerically using FLOW-3D involving a large-eddy simulation. Initially, the applicability of the scouring model and input parameters was validated using a case study based on published measured data. Subsequently, the scouring effects of four MWFs with different wall arrangements and inflow angles, including the flow field analysis and scour pit and depth, were investigated thoroughly. It was found that the maximum scour depth of MWFs with an inflow angle of 0° was smaller than that of those with an inflow angle of 45°, regardless of the wall arrangement. Meanwhile, changing the inflow angle significantly affects the scour characteristics of MWFs arranged in parallel. In practical engineering, MWFs arranged in parallel are preferred considering the need for scouring resistance. However, a comparative analysis should be performed to consider comprehensively whether to adopt the form of a round wall arrangement when the inflow angle is not 0° or the inflow direction is changeable.

关键词： multi-wall foundation current-induced scour bridge foundation large-eddy simulation numerical analysis

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考虑射流掺气的改进冲刷模型

Rafael Duarte,António Pinheiro,Anton J. Schleiss

《工程（英文）》 2016年第2卷第3期页码 294-301 doi: 10.1016/J.ENG.2016.03.003

摘要：

基于受高速射流冲击的水垫塘中掺气对岩块稳定性影响的系统试验研究，本文给出了一种基于物理特性冲刷模型的适应性研究成果。在综合冲刷模型中实现了对射流掺气模型的改进，使其得以再现有关冲刷形成的物理– 机械过程，其中涉及三相，即水、岩体和空气。改进方法考虑了因挟带气泡引起的掺气射流动量减少以及射流扩散剪切层的能量消耗。岩块从岩体脱离取决于掺气的时均压强系数及修正的最大动力冲击系数的组合，对于深水垫塘中的高速射流，该系数为定值0.2。上述改进模型的模拟结果与卡里巴大坝冲坑原型观测结果吻合良好。

关键词：掺气上举力岩体冲刷大坝安全高速射流岩块稳定性冲刷评估

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苏通大桥索塔深水群桩基础冲刷防护工程的设计与施工

何平,管义军,张雄文,张群,周建华

《中国工程科学》 2009年第11卷第3期页码 44-50

摘要：

从苏通大桥深水群桩基础结构方案出发，分析了冲刷及防护对大桥安全性的影响，进而从防护工程理念、结构设计与施工、防护效果监测等方面阐述了苏通大桥基础冲刷难题的解决方法。

关键词：苏通大桥深水群桩冲刷防护设计与施工

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Assessment of novel nature-inspired fuzzy models for predicting long contraction scouring and related uncertainties

《结构与土木工程前沿（英文）》 2021年第15卷第3期页码 665-681 doi: 10.1007/s11709-021-0713-0

摘要： The scouring phenomenon is one of the major problems experienced in hydraulic engineering. In this study, an adaptive neuro-fuzzy inference system is hybridized with several evolutionary approaches, including the ant colony optimization, genetic algorithm, teaching-learning-based optimization, biogeographical-based optimization, and invasive weed optimization for estimating the long contraction scour depth. The proposed hybrid models are built using non-dimensional information collected from previous studies. The proposed hybrid intelligent models are evaluated using several statistical performance metrics and graphical presentations. Besides, the uncertainty of models, variables, and data are inspected. Based on the achieved modeling results, adaptive neuro-fuzzy inference system–biogeographic based optimization (ANFIS-BBO) provides superior prediction accuracy compared to others, with a maximum correlation coefficient (R_test = 0.923) and minimum root mean square error value (RMSE_test = 0.0193). Thus, the proposed ANFIS-BBO is a capable cost-effective method for predicting long contraction scouring, thus, contributing to the base knowledge of hydraulic structure sustainability.

关键词： long contraction scour prediction uncertainty ANFIS model meta-heuristic algorithm

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海洋桥梁波流力作用与基础冲刷问题及对策研究

李永乐,房忱,裘放,唐浩俊,胡勇,夏云峰,魏凯,吴联活,杨绍林,向琪芪

《中国工程科学》 2019年第21卷第3期页码 18-24 doi: 10.15302/J-SSCAE-2019.03.011

摘要：

随着海洋桥梁不断向深海延伸，桥梁基础波流力作用与基础冲刷问题已成为威胁桥梁安全的主要因素。为了确保海洋桥梁设计的合理性以及建设运营的安全性，本文系统地梳理了海洋桥梁在波流力作用与基础冲刷方面所面临的主要问题，进而有针对性地提出了海洋桥梁需要在高精度预测方法、环境预报和预警系统、环境多因素耦合作用、冲刷数值模拟技术、波浪力计算方法等方向发展。研究表明，波流力作用与基础冲刷研究是海洋桥梁安全的重要保障，研究从宏观管理、行业应用、学术技术三个层面对当前问题提出了对策。

关键词：海洋桥梁波流力基础冲刷

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Alluvial channel hydrodynamics around tandem piers with downward seepage

Rutuja CHAVAN, Wenxin HUAI, Bimlesh KUMAR

《结构与土木工程前沿（英文）》 2020年第14卷第6期页码 1445-1461 doi: 10.1007/s11709-020-0648-x

摘要： In this paper, we report the turbulent flow structures and the scour geometry around two piers with different diameters. An experiment was conducted on a non-uniform sand bed with two types of tandem arrangements, namely, pier (T1) with a 75 mm front and 90 mm rear, and pier (T2) with a 90 mm front and 75 mm rear, with and without-seepage flows, respectively. A strong wake region was observed behind the piers, but the vortex strength diminished with downward seepage. Streamwise velocity was found to be maximum near the bed downstream of the piers and at the edge of the scour hole upstream of the piers. Quadrant analysis was used to recognize the susceptible region for sediment entrainment and deposition. Upstream of the piers near the bed, the moments, turbulent kinetic energy (TKE), and TKE fluxes were found to decrease with downward seepage, in contrast to those in a plane mobile bed without piers. The reduction percentages of scour depth at the rear pier compared with the front one were approximately 40% for T1 and 60% for T2. Downward seepage also resulted in restrained growth of scouring with time.

关键词： scour seepage Strouhal number tandem arrangement turbulent characteristics

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引海水冲刷河口治理黄河下游

林秉南,周建军,张仁

《中国工程科学》 2000年第2卷第4期页码 25-33

摘要：

提出引海水5000～1 500m³/s在利津注入黄河冲刷河口。冲刷后，在利津将产生3.3～7.9m的水面跌差，可制止黄河河口延伸的溯源淤积作用上延，并诱发其上游产生溯源冲刷。估计可使艾山以下河道得到冲深。因挟沙海水的密度大于渤海环境水体的密度，咸浑水进入渤海时可形成异重流，将泥沙输去远方；而且断流期间河口还可能蚀退；因此引海水流量足够时，可使河口不外延或外延缓慢。从长远看，河口侵蚀基准面得到降低后，可以使黄河下游的淤积面均得到降低。这对缓解黄河下游河道持续淤高的局面和减少河口改道的风险都是有利的。

黄河下游额定冲沙水占黄河水资源总量很大比例，大量抽取淡水会增加下游的淤积。引海水冲刷河口，可以增加河口地区从黄河抽取淡水的数量。这样抽取的淡水是冲沙水的一部分，不受用水分配额度的限制，对河口地区的发展具有重要意义。引海水冲刷口门段，可向渤海注入大量咸浑水、有利于改进渤海的环境生态条件。当然，引海水冲刷时须解决河道和引海水渠道的咸水外渗问题。

关键词：引海水冲刷黄河下游悬河水资源利用

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黄河下游新情况、新问题、新的治理措施

齐璞,孙赞盈,齐宏海

《中国工程科学》 2014年第16卷第8期页码 64-68

摘要：

黄河下游的堤防是按照小浪底建库前千年洪水设防水位，加超高2.5 m或3 m设计，堤后淤背宽度百米，小浪底水库投入运用后下游宽河道段河槽下切2 米多，下游窄河段下切1 米多；在洪水不断减小的新形势下，防洪形势发生根本性变化，今后不存在大堤决口的可能。其合理的治理目标是，在中游完善以小浪底水库为中心的调水调沙体系，使更多泥沙由洪水输送；在下游进行双向河槽整治，稳定河槽，形成高效排洪输沙通道；控制河床不发生过渡冲刷，保证两岸引水，使洪水不漫滩；彻底解放黄河下游滩区和防洪中横河斜河等诸多问题，使黄河彻底由害河变为利河。

关键词：小浪底水库河道冲刷双向整治高效输沙完善调沙体系

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苏通大桥基础工程的挑战与创新

游庆仲,董学武,吴寿昌

《中国工程科学》 2007年第9卷第6期页码 22-26

摘要：

介绍了苏通大桥超大深水群桩基础利用工程钢护筒搭设施工平台、5000t承台钢吊箱整体同步沉放及其与防船撞结构相结合构成永久防船撞设施、永久冲刷防护等三项技术创新；提出了特大型桥梁基础工程经济合理的设计方案和安全可靠的施工法；阐明了理念创新和技术集成对大型复杂工程建设的重要性。

关键词：苏通大桥施工平台钢吊箱防撞结构整体沉放永久冲刷防护

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苏通大桥主塔深水基础的设计与施工

任回兴,欧阳效勇,贺茂生,杨红,孙克强

《中国工程科学》 2009年第11卷第3期页码 38-43

摘要：

从建设条件、基础设计和施工等方面，介绍了苏通大桥主塔深水基础建设过程中在设计方面的部分考虑及施工过程中攻克深水、潮流、软基和通航等不利因素影响的一些方法，可供类似工程借鉴参考。

关键词：苏通大桥群桩基础钢吊箱冲刷防护

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基础冲刷对海上风电场塔架支撑系统动力特性的影响分析

严根华,古华,陆忠民,林毅峰

《中国工程科学》 2011年第13卷第1期页码 69-73

摘要：

针对海上风力机塔柱支撑结构受到土基、海洋流体的复杂作用的特点，建立三维有限元数值模型，开展不同海床冲刷深度条件下支撑系统结构的动态特性，探讨其变化规律，为海上风力机支撑系统的动力稳定设计提供科学依据。

关键词：冲刷海上风电场支撑系统动力特性三维有限元

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水压力传感器系统在河床冲刷深度实时监控中的应用研究

陈志坚,刘大伟,张雄文

《中国工程科学》 2007年第9卷第5期页码 17-21

摘要：

阐述了桩基础范围内的河床冲刷实时监测的必要性；介绍了水压力传感器监测系统的应用、技术难点和解决方案。通过潮位监测点的设置，有效解决了水位波动的修正问题，采用依托于基桩的单点定位埋设法实现了传感器可靠定位和传感器信号的可靠传输，苏通大桥的工程实践表明，该方法具有实时性、连续性、长期性和精度高的特点。根据实测结果分析了桩基础范围内河床局部冲刷的机理。

关键词：水压力传感器感潮河段群桩基础局部冲刷实时监测

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长江干流水下岸坡侵蚀自动识别 Article

颜阁, 程和琴, 姜泽宇, 滕立志, 唐明, 石天, 姜月华, 杨国强, 周权平

《工程（英文）》 2022年第19卷第12期页码 50-61 doi: 10.1016/j.eng.2021.03.027

摘要：

识别河岸侵蚀的风险是确保早期预警和预防或控制包括长江在内的河流集水区崩岸的一项重要挑战。本文引入一种基于地貌要素的算法，通过调整多波束回波探测数据的平坦度来提取河岸侵蚀信息。该算法绘制了10 个水下地貌形态要素，包括坡、坡脚、水平面、脊、顶、谷、凹陷、凸起、坑和坡肩。利用21 个平坦度值构建水下河岸侵蚀特征的识别策略。结果表明：当平坦度为10°时，作为侵蚀载体的岸坡陡坎被坡要素覆盖。平坦度为0°时，冲刷坑和河岸破损由河岸附近的坑要素和岸坡中的凹陷表示。河道水下沙波是加速河岸侵蚀的重要因素，尤其是靠近河岸坡脚的沙波；沙波的临界平坦度为3°。分析了水下地貌形
态要素的分布，并用于绘制河岸侵蚀库存图。分析结果表明，近岸区水深较大，易形成较大的冲刷坑和较长的河岸陡坎。窝崩往往发生在较长的岸坡处，以缩短其长度。经讨论陆地、海洋和河流环境中平坦度值的不同设置，得出的结论是，多样化的平坦度值能够显著识别河流水下地貌形态。因此，本研究为基于平坦度的河流水下地貌形态要素识别提供参考，增强了从大量多波束测深数据定位水下岸坡失稳迹象与风险的能力。

关键词：多波束测深数据形态要素河岸侵蚀水下陡坎冲刷坑崩岸