《表2 实验工况Table 2 Test conditions》

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《斜向波作用下斜坡海床上管线三维冲刷特性》

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实验在长沙理工大学港航中心的港池中进行，港池长宽深分别为40、20、1.2 m，港池端头配有造波机，斜坡位于港池中与造波机正对的一侧，斜坡长10 m，宽3.5 m，斜坡两侧用水泥进行抹面，中间铺设中值粒径为0.22 mm的原型沙，如图1所示。选用管线外径48 mm钢管作为管线模型，以保证其有足够的刚度，管线与坡脚线平行布置。浪高测量采用加拿大RBR公司生产的WG-50型浪高仪，采样误差为0.4%，实验时浪高仪采样频率为51.2 Hz，实验共布置10个浪高仪。以造波机处为外海，斜坡为近岸。实验假定y轴正方向为左侧，负方向为右侧。标号（1）~（10）为浪高仪所在位置，1#浪高仪位于外海，爬坡前浪高仪为2#，从外海往近岸看，左侧从外海到近岸依次为3#~6#，右侧为7#~10#，各浪高仪所在位置坐标如表1所示。实验中将Nortek多普勒流速仪（NDV）固定在模型实验多功能控制系统上，根据NDV测深功能，结合地形仪移动模式，实现对床面地形的测量[16]。为减小边界影响，只研究中部1.2 m范围内的泥沙运动规律，沙坝的存在会影响管线三维冲刷，当管线处在相对水深比（管线轴线处水深/深水水深）为0.47时，管线与沙坝相互影响最小[17]，为了减小沙坝对管线局部冲刷的影响，本实验选用相对水深比为0.47，管线与坡脚线平行的实验方案。测得初始地形如图2所示。根据重力相似准则，考虑管线尺寸和海浪波高、周期的主要分布区间[18]，实验港池水深设定为0.35 m，实验工况如表2所示。