深水桥梁群桩基础冲刷机理及其承载性能演化

本书第一章对深水桥 梁群桩基础冲刷的基础知 识和研究现状进行了介绍 ，由于冲刷研究涉及到多 个学科，需要对冲刷分析 涉及的水流、土体侵蚀以 及桥梁基础特性进行了必 要的了解；第二章至第五 章主要针对群桩基础冲刷 的机理和分析方法进行阐 述，所涉及的物理模拟、 理论分析和数值分析主要 侧重于机理方面的研究； 第六章至第八章则侧重于 介绍冲刷对群桩基础承载 性能的影响，分别从静力 作用和动力响应等方面进 行论述；第九章主要针对 冲刷防护技术进行详细论 述。 本书可作为土木工程 类、水利工程类和地质工 程类的研究生教材，也可 供相关专业的科研人员和 工程技术人员作参考。

前言 第1章 绪论 1.1 桥梁基础冲刷概述 1.1.1 液体的主要性质 1.1.2 河流及流域 1.1.3 土体的主要性质 1.1.4 桥梁及桥梁基础 1.1.5 桥梁墩台冲刷类型 1.2 群桩基础冲刷研究现状 1.2.1 桥梁水毁原因分析 1.2.2 冲刷深度的计算方法 1.2.3 冲刷防护对策及方法 第2章 深水桥梁群桩基础冲刷的物理模拟 2.1 桥梁群桩基础 2.1.1 常用的桥梁深水基础型式 2.1.2 深水桥梁群桩基础 2.2 群桩基础冲刷的物理模型试验 2.2.1 波流水槽模型试验 2.2.2 相似理论和模型设计 2.2.3 单桩冲刷模型试验 2.2.4 双桩的冲刷特性研究 2.2.5 群桩的冲刷特性研究 2.2.6 群桩(环式布置)局部冲刷波流水槽模型试验 2.3 河床材料对桩基础冲刷的影响 2.3.1 砂性土与黏性土的冲刷特征 2.3.2 上覆粗砂层河床群桩冲刷特性 2.3.3 黏性-砂性土层的群桩冲刷特性 第3章 深水桥梁群桩基础的冲刷机理 3.1 冲刷过程及影响因素 3.2 水动力学基础 3.2.1 描述液体运动的两种方法 3.2.2 欧拉法的基本概念 3.2.3 液流 3.2.4 流体动力学 3.2.5 明渠水流 3.2.6 边界层分离和柱体绕流现象 3.3 泥沙运动理论 3.3.1 泥沙主要特性 3.3.2 沙质河床的泥沙运动与输沙率 3.3.3 淤泥质河床泥沙运动 3.3.4 泥沙颗粒运动的细观试验 第4章 深水桥梁群桩基础冲刷的数值分析 4.1 岩土工程常用数值分析方法概述 4.2 数值计算模型及分析方法 4.2.1 多物理场数值仿真计算模型 4.2.2 计算流体力学模型 4.2.3 数值分析方法对比 4.3 数值计算分析实例 4.3.1 单桩数值分析 4.3.2 双桩数值分析 4.3.3 群桩数值分析 4.4 桥梁大直径基础冲刷的数值分析 4.4.1 模型建立 4.4.2 数值计算结果与分析 4.4.3 大直径基础冲刷发展规律初探 第5章 冲刷深度的预测分析方法 5.1 概述 5.2 常用冲刷深度预测方法 5.2.1 中国计算公式 5.2.2 美国计算公式 5.2.3 新西兰计算公式 5.2.4 冲刷深度修正公式 5.3 冲刷深度预测方法对比 5.4 大直径基础冲刷预测分析方法探讨 5.5 冲刷深度的模态分析 5.5.1 模态分析理论 5.5.2 单桩冲刷的模态反演试验 第6章 考虑冲刷作用的桥梁桩基承载变形特性 6.1 概述 6.2 冲刷状态下桩基的竖向静载模型试验 6.2.1 试验设备及模型布置 6.2.2 土样参数及模型相似比 6.2.3 试验方案设计 6.2.4 试验结果分析 6.3 桩周土体物理力学性质冲刷变化的分析模型 6.3.1 冲刷坑形态及其引起的桩周残余土体应力变化 6.3.2 冲刷后桩周残余土体的物理力学性质 6.4 冲刷状态下桩基的水平承载变形特性分析 6.4.1 分析方法 6.4.2 算例验证 6.4.3 参数分析 6.4.4 结果与讨论 6.5 冲刷状态下竖向荷载对桩基水平承载变形特性的影响 6.5.1 分析方法 6.5.2 方法验证 6.5.3 算例分析 6.5.4 结果与讨论 第5章 冲刷深度的预测分析方法 5.1 概述 5.2 常用冲刷深度预测方法 5.2.1 中国计算公式 5.2.2 美国计算公式 5.2.3 新西兰计算公式 5.2.4 冲刷深度修正公式 5.3 冲刷深度预测方法对比 5.4 大直径基础冲刷预测分析方法探讨 5.5 冲刷深度的模态分析 5.5.1 模态分析理论 5.5.2 单桩冲刷的模态反演试验 第6章 考虑冲刷作用的桥梁桩基承载变形特性 6.1 概述 6.2 冲刷状态下桩基的竖向静载模型试验 6.2.1 试验设备及模型布置 6.2.2 土样参数及模型相似比 6.2.3 试验方案设计 6.2.4 试验结果分析 6.3 桩周土体物理力学性质冲刷变化的分析模型 6.3.1 冲刷坑形态及其引起的桩周残余土体应力变化 6.3.2 冲刷后桩周残余土体的物理力学性质 6.4 冲刷状态下桩基的水平承载变形特性分析 6.4.1 分析方法 6.4.2 算例验证 6.4.3 参数分析 6.4.4 结果与讨论 6.5 冲刷状态下竖向荷载对桩基水平承载变形特性的影响 6.5.1 分析方法 6.5.2 方法验证 6.5.3 算例分析 6.5.4 结果与讨论 9.4 冲刷的主被动联合防护方法 9.4.1 主被动联合防护方法概述 9.4.2 主被动联合防护方法效果初探 9.4.3 冲刷防护方法的细观机理分析 附录 附录A 土体响应的Mindlin解 附录B 土体柔度矩阵系数与积分求解 附录C 转换矩阵 附录D 变分控制方程的矩阵表达 附录E 选取的地震波 参考文献