Page 49 - 2021年第52卷第10期

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实际值/cm 7 6 5

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1
0
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计算值/cm
图 15 冰盖下平衡冲刷深度实测值与计算值 图 16 冰盖下平衡冲刷深度实测值与不同公式的计算值对比

4 结论

在清水冲刷条件下，对冰盖和明流条件下不同流速、水深、墩径条件下圆柱型桥墩局部冲刷问
题进行了试验研究，根据试验数据分析，结论如下：
（1）冰盖条件下，冲刷开始时，桥墩局部冲刷坑的范围和深度发展较明流条件下要快；随时间推
移，局部冲刷坑的范围和深度的发展和明流条件下表现的规律类似，即冲刷范围和深度逐渐变大，
局部冲刷速率逐渐下降；随流速、水深、墩径的增大，冲刷达到平衡的时间随之增长。
（2）因冰盖的存在改变了边界条件，使得最大流速点位置向河床面偏移，桥墩局部冲刷深度大于
相应明流条件，且局部冲刷深度随时间的变化速率大于明流条件，试验数据范围内，平衡冲刷深度
比明流条件下的约大 12%，平衡冲刷所需时间比明流条件下的要约大 10%。
（3）在分析水流强度、水深因子、粒径因子等无量纲参数对冰盖条件下平衡冲刷过程影响的基础
上，结合考虑 n /n 无量纲参数，给出了无量纲冲刷深度随时间变化的关系式（式（5）），通过该式可计
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算冲刷开始后任意时刻的冲刷深度，研究成果可供实际工程评估参考。
桥墩附近局部冲刷受众多因素影响，如：局部冲刷深度和冲淤平衡时间还与泥沙粒径及不均匀
系数有关，冲刷过程中河床表面的泥沙粗化会对桥墩附近形成保护层。本文主要侧重于冲刷坑深度
随时间的变化规律研究，关于冲淤平衡与泥沙保护机制相关问题有待于进一步深入研究。

参 考 文 献：

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［ 10］ 郭新蕾，王涛，付辉，等 . 河渠冰水力学研究进展和动向［J］. 力学学报，2021，53（3）：628-644 .

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