穿堤管道流激振动传递路径模型试验研究

doi:10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.06.019

首页 > 过刊浏览>2025年第45卷第6期 >1208-1214. DOI:10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.06.019

穿堤管道流激振动传递路径模型试验研究
DOI:
                        10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2025.06.019
                    
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作者单位:1.华北水利水电大学水利学院 郑州，450046;2.中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司 北京，100024;3.广东省水利水电科学研究院 广州，510635;4.广东省水利水电技术中心 广州，510635
作者简介:张建伟，男，1979年3月生，博士、教授。主要研究方向为水工结构耦联振动与安全。曾发表《Numerical simulation and experimental study of fluid-structure interactions in elastic structures based on the SPH method》（《Ocean Engineering》2024，Vol.301）等论文。 E-mail：zjwcivil@126.com
通讯作者:
中图分类号:TV32;TB53
基金项目:国家自然科学基金资助项目（52279133）；广东省水利科技创新资助项目（2024-07，2025-17）；广东省水利水电技术中心委托资助项目（JSZXWT202525）

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为解决穿堤管道工程在长期运行中由振动导致的管道破坏、堤防渗漏等现象，开展振动在管道及土体内的传递路径分析并进行减振试验。首先，以广东省某穿堤管道工程为原型，采用量纲分析法确定模型试验相似比，得到穿堤管道各个结构设计尺寸、管道与土体的材质，并铺设模型堤防；其次，通过传递熵与信息传递率理论，研究振动沿穿堤管道及堤防土体的传递路径；最后，分别采用粗砂、聚氯乙烯（polyvinyl chloride，简称PVC）塑料和橡胶材料分析各材料对穿堤管道结构的减振效果。结果表明：振动在管道中心及堤防出口产生逆水流方向振动；在堤防水平方向，振动由两侧向中间传递；在堤防垂直方向，振动由管身向堤防上下传递；管道振动主频为9.89、12.29、17.53和21.18 Hz，3种减振材料对振动峰值、均方差、主频能量均有削弱作用；主频为9.89 Hz与17.53 Hz的振动经粗砂与橡胶材料减振后均未出现，说明粗砂与橡胶能够有效改变振动主频，避免与管道发生共振。

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收稿日期:2023-05-15
最后修改日期:2023-06-07
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在线发布日期: 2025-12-30
出版日期: 2025-12-30

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