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摘要
水下穿越管道在自然或人为因素作用下容易出现裸露的情况，工程上一般采用压重块保护措施来保证其在位的稳定性。但是裸露穿河管道在压重块保护措施下的冲刷特性还不明确，水流冲刷引起河床地形变化的不确定性仍然会给管道的安全运行造成威胁。因此，论文通过开展水槽模型试验，探究了压重块长度、压重块布置间距、水流流速、河道水深等4种因素对管道周围河床冲刷地形和冲刷深度的影响。试验结果表明：水下穿越管道在压重块保护措施下的冲刷过程可分为4个阶段，分别是冲刷坑形成、压重块迎流侧悬空、管道迎流侧悬空以及冲刷平衡。管道的最大冲刷深度与流速和压重块长度正相关，与水深和压重块布置间距负相关。采用量纲分析法得到了无量纲冲刷深度与压重块长度、压重块布置间距、弗劳德数Fr之间的函数关系式。研究成果可为水下穿越管道压重块保护措施的设计、建造及运营维护提供重要的理论支撑。
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单位土木工程学院; 西南交通大学
