关于堤防工程基础冲刷计算问题的探讨
关于堤防工程设计中冲刷深度计算公式的应用及实际设计中存在问题的探究

2 7 中 刷深度计算公式
堤 防工程设计环节是整个项 目开发重要 的环节 之一 , 保证设计 的 合理 、 准确 、 完整非常重要 。 堤防工程 的冲刷深度是设计 中需要确定 的 个重要参数 . 关系到堤 防工程使用的年 限 在堤 防工程设 计过程 中 应用到 的冲刷深度计算是作为一项主要技术参数 . 合 理的选用公式计 算不 同冲刷形式 下的冲刷深度是堤防防洪 、 堤 防防护 的关 键。 冲刷深 度计算有 两种不 同形式 . 其一是水 流平行于岸坡 . 其二是水 流斜冲岸
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关于堤防工程设计中冲刷深度计算公式的 应用及实际设计中存在 问题的探究
张 凯
( 陕 西省水 利 电力勘 测 设计 研究 院 , 陕西 西 安 7 1 0 0 0 0 )
“ ( ( ) n _ 1 )
注: h 表示从 水面起计算 的冲刷深度 ; h 表 示近似设 计水位 深度 的冲刷 水深 ; 表示 平均速流 ; 表 示河床 面上允许 不冲流 速 ; n 表 示与防护岸坡在平面上 的形状有关 . 一般取 n = 1 / 4 在应 用此项公式 中会涉及到桥 渡公 式确定堤 防可能受 到的冲刷 程度 . 具体 的公式是 :
【 摘 要】 冲席 j 深度 计算公 式是设计堤 防工程不 可缺 少的一项 , 其是堤 防防洪、 堤 防防护的关键 。 本 文针对堤 防工程设计 中冲席 j 深度计算公 式的应用及 实际设计 中存在问题进行 分析和探 究。 【 关键词】 堤 防工程 ; 冲刷深度 计算公 式; 设计 1 堤 防 工 程
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浅谈堤防设计中堤基设防深度

浅谈堤防设计中堤基设防深度摘要:在防洪规划的堤防设计中,洪水的冲刷深度、堤岸的侵蚀、堆积形态、冬季的冻胀影响是堤基设计埋深和结构设计中的关键因素。
采用不同的计算方法对侵蚀、堆积岸的冲刷深度进行计算论证,旨在找出山区河道冲刷的规律,为堤防设计服务。
结合实际情况,分析了河流的现状,以期对堤防设计中地基设防深度有所借鉴。
关键词:堤防设计;堤基设防;设防深度0 引言堤防工程是常见的一种水利工程,堤防工程设计直接影响堤防工程的建设质量,因此做好堤防工程设计是十分重要的。
堤基深度是堤防工程设计的重点,也是难点。
不同堤防工程的实际情况不相同,堤防设防深度也不相同。
本文里对堤防基础设防深度的设计进行了分析,为堤防设计工作提供参考。
1 工程概述本文研究的该河位于某城市,由于堤防长期遭受水流侵蚀,防洪堤设施老化,威胁到城市居民的生命财产安全,因此对堤防进行修复设计是十分紧急的。
调查分析表明,该河段河床相对狭窄。
随着河流的流势,河床的侧向冲刷非常明显。
由于河道流速较大,水流冲刷力较强。
不同河流段的地质条件不同,在堤防设计中应考虑这些因素。
河床侵蚀主要发生在河床表层。
在堤防设计中,应首先考虑河水对河底的冲刷,其次考虑软弱层对堤防的影响。
2 A河的冲刷深度分析2.1影响河道冲刷深度相关的因素影响河流的冲刷效果的主要有两个因素,其中之一就是河流速度,而影响流速的重要因素是河流的纵坡,因此计算河道冲刷深度首先要确定河流的纵坡。
影响河流冲刷效果的另外一个因素是河床本身的岩石类型。
根据相关规范,不同类型的土层岩层对应的不冲流速不一样。
因此,河道冲刷的关键因素是流速。
2.2冲刷深度的计算及分析经过工作人员的调查与分析,很多学者都对细砾土进行了研究,但是缺乏对粗砾石的研究。
本文介绍了2种计算方法,并进行验证,同时比较了2种方法的优势和缺点:2.2.1方法一依据《堤防工程设计规范》(GB50286),附录D.2堤岸冲刷的计算公式:从水面起算的冲刷深度为3.57m,河底的冲刷深度为0.57m。
浅谈冲刷对桩基础抗震性能影响的研究现状

浅谈冲刷对桩基础抗震性能影响的研究现状发表时间:2019-06-25T10:25:43.117Z 来源:《防护工程》2019年第6期作者:刘璐[导读] 本文主要介绍河水局部冲刷深度计算以及冲刷对桩基础承载力、动力性能影响的研究现状。
最后结合国内外研究现状提出有待进一步解决的研究问题。
中国联合工程有限公司浙江杭州 310052摘要:桩基础工程中的冲刷作用是指在地表水或地下渗流水的冲刷作用下,地基中的土颗粒被逐渐带走,掏空土体的过程。
桩基础工程中经常遇到冲刷问题,如季节性河道上的桥梁、渠道的桩基础。
本文主要介绍河水局部冲刷深度计算以及冲刷对桩基础承载力、动力性能影响的研究现状。
最后结合国内外研究现状提出有待进一步解决的研究问题。
关键词:桩基础;冲刷;承载力;抗震引言:桥梁是现代交通体系中必不可少的组成部分,是影响城市经济发展和社会进步的重要因素。
为保障社会经济顺利发展,桥梁安全性更为重要。
由于环境影响,随着使用时间的增加,桥梁的安全性不断降低,近年来桥梁安全已成为全社会关注的话题。
随着冲刷环境下桥梁使用年限的增加以及新建桥梁的增多,桥梁基础冲刷问题将变得更加严峻。
冲刷是由于流水侵蚀河床或基础材料以及基础中土颗粒逐渐被带走的一种自然现象。
文献表明,大多数桥梁破坏是由基础冲刷引起的,由于桥梁基础受到冲刷作用,使其抵抗地震作用的能力降低,并可能引起桩基础承台弯矩增大,桥梁更容易破坏。
虽然对于河流的冲刷做了广泛的研究,但关于冲刷对桩基础的影响的研究比较少,因此,有必要深入研究冲刷环境下裸露桥梁桩基础的性能。
图1-1 桩基础冲刷裸露图1 局部冲刷深度计算局部冲刷深度的变化会直接改变桥梁的受力状态,影响桥梁的稳定。
国内外学者在冲刷深度预测和墩台基础稳定性分析方法研究方面,取得了一些有益的成果。
劳尔平和齐梅兰采用二维空间中沿水宽平均的水流数学模型对河流中淹没建筑物附近的流场进行了数值模拟,为冲刷深度的计算分析提供了借鉴。
关于堤防工程设计中冲刷深度计算公式的应用及实际设计中存在问题的探究

Science &Technology Vision 科技视界1堤防工程堤防工程是世界上最早广为采用的一种重要防洪工程。
堤防是指沿河、渠、湖、海岸或行洪区、分洪区、围垦去的边缘修筑的挡水建筑物称为堤防。
堤防工程的建设最重要的作用是抵御洪水,避免居民居住环境和农业生产受到洪水的侵袭。
从工程建筑方面来说,堤防工程是一项比较大、比较复杂的工程。
堤防工程设计和施工是最重要的两个环节。
在设计过程中保证设计的合理、各个方面数据计算的准确性、选择适合的施工技术等,才能将设计方案应用于实际工程施工中。
在施工过程中要注意施工细节的处理、选取的施工材料符合施工要求、施工人员分配得当等,才能够保证施工质量,使其能够长期稳定的、坚固的应用。
2冲刷深度计算公式堤防工程设计环节是整个项目开发重要的环节之一,保证设计的合理、准确、完整非常重要。
堤防工程的冲刷深度是设计中需要确定的一个重要参数,关系到堤防工程使用的年限。
在堤防工程设计过程中应用到的冲刷深度计算是作为一项主要技术参数,合理的选用公式计算不同冲刷形式下的冲刷深度是堤防防洪、堤防防护的关键。
冲刷深度计算有两种不同形式,其一是水流平行于岸坡,其二是水流斜冲岸坡。
2.1水流平行于岸坡由于我国工程建设是在国家相关规定的约束下进行的,相应的堤防工程建设中的设计环节中冲刷深度计算也要符合国家的规定,即《堤防工程设计规范》。
在《堤防工程设计规范》中附录D 中提出水流平行于岸坡的公式是:h b =h p +((V cp V 允)n-1)注:h b 表示从水面起计算的冲刷深度;h p表示近似设计水位深度的冲刷水深;V cp 表示平均速流;V 允表示河床面上允许不冲流速;n 表示与防护岸坡在平面上的形状有关,一般取n=1/4。
在应用此项公式中会涉及到桥渡公式确定堤防可能受到的冲刷程度,具体的公式是:h p =A ·(Q /μL)(h max /h)5/3E ·d1/6{}3/5注:h p 表从水面算起冲刷最大程度时最大水深;Q 表示设计流量;L 表示河道治理平均宽度,h max 表示河道平均水深;h 表示河道平均水深;d 表示河床土壤平均粒径;μ是一个参数,取值为0.99,表示水流压缩系数;A 同样是一个参数,取值1.42,表示单宽流量集中系数。
丁坝坝头局部冲刷的研究综述

我国现行的《堤防工程设计规范》(GB50286—98)规定,丁坝冲刷深度计算公式应根据水流条件、边 界条件等众多实际因素,并应用观测资料验证分析选择,使其计算结果尽量和实测结果相接近。还有交通 部公路桥位设计勘测规范公式(JTJ062。91)110J。
5总结与展望
丁坝坝头局部冲刷的研究具有重要的实际意义,几十年来,众多的学者经大量的水槽试验和现场观测 总结出许多计算公式。但由于其情况非常复杂,各研究者对丁坝的冲刷机理认识还不是很统一,由于现场 测量丁坝坝头局部冲刷资料比较困难,目前用于丁坝坝头局部冲深的计算式大多数都是由试验室资料推导 而来的经验公式,各个公式的得来试验条件和考虑的因素及侧重点不一样,所掌握的试验数据或所收集的 资料不同,是在各自的假设条件下推导而来。从而各个公式的运用条件不同,其计算结果也各异。直接用 于丁坝坝头局部冲深计算时还需作具体的分析,且应根据实际情况重新率定公式中的有关系数。还有一点 值得指出的是,所有的这些计算式均未考虑丁坝所在的地理位置和地质条件。另外对于往复流条件下(如 潮汐河口)的丁坝坝头局部冲深计算的研究就缺乏,目前人们只能套用单向流中的计算式,而这种简单的 套用是会出很大的偏差的。此外群坝的整体效应,丁坝的间距、丁坝的长度、各丁坝的布设方式对各个丁 坝坝头局部冲刷的影响的研究等工作也很不够。所有的这些空白需待于我们日后的继续努力。
3.2%2,【…-J一爿。型计算公式 符号意义同上。此类公式有:Koshla式、Ahmad式、Richardson式、Neill式、应强式、马继业式等。
它们的差别只是在于.厂(….)的表达式不同。 3.3其他类型的计算公式
属于此类的计算式不少,有:马卡维也夫公式;Lim slow—Yong式;Yee.Meng Chiew公式;还有科罗 拉多州立研究小组公式;虞邦义、M.A.吉尔等公式;阿尔图宁公式及其修正公式;方达宪公式;B.Przednojski 式;张红武公式:沈波公式;余文涛、曾静贤公式;王军式;何风华式;张义青式;张柏山式等等。它们 的差别较大,甚至于公式的结构也不同,考虑的因素及侧重点不一样。 3.4用于特殊情况下的丁坝局部冲刷公式
堤防工程基础冲刷深度的计算与应用探讨

堤防工程基础冲刷深度的计算与应用探讨摘要:堤防工程冲刷深度是堤防工程设计所涉及的重要参数,其与堤顶超高、水面线推算、堤身护坡稳定计算共同构成堤防工程断面设计的计算要素,合理选择计算公式确定不同冲刷形势下的冲刷深度计算是堤防工程防护及防洪的关键。
本文对堤防工程基础冲刷深度的计算与应用进行探讨。
关键词:堤防工程;基础冲刷深度;计算一、工程概况某工程,全长155.23km,主要根据防御长江1954年型洪水设计,沿皖河流域堤段则按皖河50年一遇洪水防洪标准设计加固。
同马大堤当前穿堤建筑物19座,其中包括杨湾闸、华阳闸和皖河闸等3座中型水闸,同马大堤对应外滩圩15个,圩堤长度78.8km。
二、堤防冲刷深度计算堤防工程冲刷计算包括水流平行于岸坡和水流斜冲岸坡两种不同工况,由于堤防工程建设的特殊性,在其堤防冲刷深度计算过程中两种工况均有所涉及。
同马大堤堤防工程堤身型式为碾压砂砾石梯形断面,迎水面1∶1.5且采用C15砼防护,厚度0.25m~0.50m,堤顶宽3.5m,背水面边坡1∶1.25,堤脚防护采用宽×高为1.0m×0.7m的C15砼。
堤防冲刷深度计算沿用《堤防工程设计规范》(GB50286-2013)所给出的堤岸冲刷深度公式,并选择工程15个断面计算冲刷深度。
2.1水流平行岸坡冲刷深度计算2.1.1依据《堤防工程设计规范》(GB50286-2013)计算这种冲刷工况通常发生在两个弯道过渡段或半径较大的微弯曲河段。
根据《堤防工程设计规范》(GB50286-2013)附录中D.2.2-1公式,河段水流平行岸坡的冲刷深度按下式计算:这一公式物理意义不明确,量纲不统一,规范引用错误,如若公式中各变量的物理意义不变,则应表示如下:式中:hB表示局部冲刷深度,应从水面线算起,m;hP表示冲刷位置水流深度,m,取设计水位最大深度;Vcp表示流速均值,m/s;V允表示河床所允许不冲流流速,m/s;n表示防护岸坡平面形状,取n=1/4。
堤防工程基础冲刷深度计算问题

大片 防护林 带 。讨 赖河 市 区段 防洪 堤
工 程 河 道 治 理 长 度 35k 河 道 平 均 . m,
面 起算 : 如从 冲刷处 滩 面算 起 , h= 则 B
平 时水 小 。 床 长期 在 造 床 流量 作 用 河 下 易 使 河 相 发 生 变 化 。河 流 曲 状 蜿
比降 l‰ , 1 防洪 标准 为 5 0年 一 遇 , 相
2 1 .2 中国 水 利 0 21
表 1 堤 防 平顺 段 冲刷 深 度 计 算 表 ( 0年 一遇 洪 水 ) 5
(堤 防 工 程 设计 规 范》 《 附录 D公 式 ) 断 面
HD0 5 HD0 6 HDO 7 HD0 8 HD0 9 HD1 O HD1 1 HD1 2 HD1 3 HD1 4 HD1 5 HD1 6 HD1 7 HD1 8
20 1 2O 1
2O 1
13 -3 11 .4
13 .4
36 .5 39 O
.
24 .6 27 .4 2-7 3 26 .2 2 51
.
3 6 1
.
HD1 5 HD1 4 HD1 3 HDl 2 HD1 l HD1 O HD0 9 88 4
深度 计算 。
水 流 平 行 于 岸 坡 产 生 的 和 中小河 流治 理” 。近年 , 地 中小 各 河 流 治理 特 别 是 以 防 洪 堤 和 河 道 治 理项 目为 主的工 程建设 蔚然 成风 。笔
者 主持 或参 与 了 多 个 区 内 此 类项 目
《 防 工 程 设 计 规 范 》( O 8 — 堤 GB 5 2 6
1 9 ) 录 D 中公式 ( 22 1 进行 计 9 8附 D. — ) .
堤防工程基础冲刷深度的计算与应用探讨

2.1.2依据一般冲刷深度生产试用公式计算 一般冲刷深度生产试用公式如下:
I #_ # •(如)(加#)
n
E-d#
丨
式中:#4表示水流平行岸坡最大冲刷深度,m;Q表示设计流量, m"/s;"表示河段宽,m;#m„表示河道最大水深,m;#表示河道水 深均值,m;$表示单宽流量集中系数,取$=1.39;E表示流域 汛期月最大含沙量均值相关参数,取E=0.59; d表示流域河床 土壤粒径均值,mm;M则为水流压缩系数,取“=0.987。
同马大堤工程实测河道断面15个,冲刷深度计算结果见 表2。
[收稿日期]2019-04-08 [作者简介]曹洁(1985-),女,安徽安庆人,工程师,主要从事水利工程管理工作。
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第6期 2019年6月
陕西水利 Shaanxi Water Resources
No.6 June,2019
断面
h)01 h)02 h)03 hd04 h)05 h)06 h)07 h)08 h)09 h)10 hd11 hd12 hd13 h)14 h)15
分析共同构成堤防工程断面设计的基础性环节。以安徽省怀宁长江河道左岸的同马大堤工程为例,进行工程 堤防水流平行岸坡基础冲刷深度和水流斜冲岸坡冲刷深度的计算。结果表明,由于皖河河流富有变迁游荡型 特征,主流迁徙变换,摆动幅度很大,堤防工程恰恰位于河段弯'性河道位置,水流冲刷主要表现为斜冲,所以 斜冲岸坡冲刷深度比平行岸坡冲刷深度大,在各断面平斜冲值计算及冲刷深度计算值选取时应以斜冲结果 为依据。
1 : 1.25,堤脚防护采用宽X高为1.0 mx0.7 m的C15栓。堤
防冲刷深度计算沿用《堤防工程设计规范》(GB50286-2013)
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关于堤防工程基础冲刷计算问题的探讨
摘要:随着经济的发展,我国的环境形势越来越严峻,对水利工程防洪减灾能力的要求越来越高。
所以我国的堤防工程建设必须要科学、严谨,其中堤防工程的基础冲刷计算在工程建设中有着重要的作用。
进行冲刷计算时一定要注意堤顶超高、水面线推算、堤身及护坡的稳定等因素,把握好他们之间的比例与关系,确保堤防建设的安全牢固。
本文主要讨论堤防工程基础冲刷计算的相关问题。
关键词:堤防工程基础冲刷计算
在水利工程建设中,工程建筑基础埋设深度直接影响着工程安全的成败,科学、合理的进行冲刷深度计算是堤防工程设计的重要内容。
传统的堤防工程冲刷计算没有的固定的计算公式,而河床的冲刷计算受冲刷影响因素比较大,准确计算的难度也比较大。
必须提出一种合理、固定、相对准确的冲刷公式,来满足实际工程设计需求的堤身高度和安全埋深。
1 堤防工程基础冲刷计算现状
目前,在水利工程建设中关于河道治理、冲刷、防洪工造物的建设设计等计算公式很多,由于不同地段、不同河流差异性比较大,所以在计算公式上也各有不同。
冲涮计算公式一般都是根据特定河段、特定边界条件建立的,所以应用起来局限性比较大。
如果某一河段,河段特性千差万别,就很难找到合适的计算公式。
所以在世纪的工程设计
中,公式的应用不能死搬硬套,要根据实际情况灵活运用,合理调整计算参数,掌握河流实际冲刷的大量数据,建立适合本工程的计算公式,确保工程建设的安全。
2 冲刷深计算
在实际工程计算中,堤防基础工程冲刷计算一般分为水流平行于岸坡和水流斜冲案坡两种工程状况。
其中水流平行于岸坡的冲刷一般发生在两个弯道之间的过渡段,水流斜冲岸坡的冲刷一般发生在河流弯道的凹岸,这种冲刷一般冲刷情况比较严重。
2.1 水流平行于岸坡冲刷深度计算
这种冲刷的计算公式一般是依据《堤防工程设计规范》附录中的公式进行相关的计算。
具体计算公式如下:
hB=hp+[(Vcp/V允)n-1]
这种冲刷公式物理意义比较模糊,量纲标准不一致,有很多的计算错误存在,比如公式中各项计算指标物理意义不变,正确的公式应该为:
hB=hp+hp[(Vcp/V允)n-1] (1)
此公式中hB表示工程的局部冲刷深度,生m来表示,从水面开始计算;如果从冲刷外滩面开始算起,则hB=hp+[(Vcp/V允)n-1];hp表
示冲刷出的水深程度,单位用m来表示,以近似设计水位最大深度来代替;Vcp代表河流的平均流速,单位用(m/s)来表示;V允代表河床面上的允许不冲流速(m/s);N与防护岸坡在平面上的形状有关,一般取n=l/4。
然后根据工程河段的实际河道横断面以及工程区内河道大断面,进行冲刷深度的计算。
另外,还有一种公式为桥渡“64-1”公式计算:
hp={A(Q/μL)(hmax/h)5/3/E·d1/6}3/5(2)
这个公式中,hp为直段一般冲刷后的最大水深,单位用m来表示,从水面开始算起;Q为设计流量,单位为(m3/s);L为河道治理平均宽度,单位也用m来表示;h为河道平均水深,单位为m;d为河床土壤平均粒径,单位为mm;μ为水流压缩系,μ=1- 0.375V/L,经过计算得μ=0.99;A为河道单宽流量集中系数,经过计算得A=1.41;E为往年汛期月最大平均值参数,E=0.66。
在水利工程的相关建设中,以上两种冲刷公式都可以利用,但是在计算中也存在一定的缺陷,公式(1)中的计算结果偏小,故此公式一般比较适合稳定河段的大水位、小流速河流,如果运用于浅水、流速大的河流,很存在比较大的误差;公式(2)对平原、山区稳定、游荡性河流各种水位、流速的计算都比较适合。
依据此公式计算,确定的堤防基础工程基础埋深值与往年实际治理河堤基础埋深值相差不大。
2.2 水流斜冲岸坡冲刷深计算
水流斜冲岸坡产生的冲刷按照《堤防工程设计规范》(GB50286一98)附录D中的公式进行计算,计算公式为:
此公式中,hp为从河底算起的局部冲深,单位用m表示;t为水流流向与岸坡的交角,单位用度来表示;d为坡脚处土壤计算粒径,单位用cm来表示。
对非粘性土,取大于15%(按重量计)的筛孔直径;Vj 为水流的局部冲刷流速。
结合堤防基础工程平面布置图,经过合理的分析,选择适合的斜冲段河道横截面。
进行水流斜冲防护岸坡产生的冲刷深度计算,冲刷深度计算见表1,本设计局部冲刷深度取1.76 m。
3 基础埋深复核
在堤防工程基础冲刷计算中,计算的准确性关系到堤防基础护脚埋深的选择,在设计时要根据堤防的实际情况,尽量满足最大河床冲刷深度要求。
在工程运行过程中进行成果复核,观察工程建设对对整个河道的河势是否有影响。
针对不同的工程选用不同的计算公式,结合实际需要,才能更加有利于工程设计的顺利完成。
4 结语
目前,对于堤防工程基础冲刷计算,一些文献或者书籍因为传抄等原因导致公式错误。
不准确的现象时有发生,致使设计人员在工程设
计之初就是运用错误的公式进行计算,给实际工程建设带来很大的困难。
鉴于此工程建设时要依据河道的实际情况,认真分析工程各项参数之间的关系,建立适宜的公式,进行相关计算。
另外要加强工程冲刷深度的测量工作,多积累设计经验,为工程建设提供可靠的依据,使工程更加安全。
参考文献
[1] 周瑞红.浅析堤防工程设计中冲刷深度计算公式的应用及实际设计中存在问题[J].甘肃水利水电技术,2012,48(11):46-48.
[2] 关向琼,方艳.堤防工程冲刷深度的计算探讨[J].中国工程咨询,2012(4):50-52.
[3] 张元明.堤防设计中堤身及冲刷计算探讨[J].甘肃水利水电技术,2013(7):156-158.
[4] 马海彦.堤防工程基础冲刷深度计算问题[J].中国水利,2012(12):62-64.。