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等宽明渠交汇口流速分布特性数值模拟
周舟, 曾诚, 周婕, 王玲玲, 丁少伟
当前状态:  doi: 10.12170/20190501005
[摘要](38) [HTML全文](31) [PDF 1330KB](5)
摘要:
明渠水流的交汇现象在涉水工程中十分常见,其中交汇口流速的分布特性复杂,对渠道的设计与维护有着直接的影响。针对明渠交汇流的流速分布特性,基于雷诺方程模型(RSM)与体积函数法(VOF)建立等宽明渠交汇流三维数值模型,结合物理试验数据进行模型验证,对不同交汇角与流量比组合工况进行模拟研究,对交汇口水流流速的分布特性进行分析。计算结果表明,交汇口流速存在分区特征,交汇口内流线弯曲流速偏转,下游会出现回流结构与断面环流现象。当交汇角增大时,水流的偏转幅度更大,回流结构与环流现象增强,分区特征更明显,渠道边壁受到的水体冲击更大;当流量比增大时,主渠水体受到的挤压效应减弱,流速分区特征受到抑制,水流交汇更平顺,边壁受到的冲刷更少。
砂土中钻井船插桩对邻近群桩影响的模型试验
杨喜涛, 王建华, 范怡飞
当前状态:  doi: 10.12170/20190316001
[摘要](46) [HTML全文](35) [PDF 1382KB](4)
摘要:
为研究钻井船作业过程中桩靴贯入对邻近群桩的影响,在砂土层中开展了1g条件下的1×2型群桩模型试验,邻近桩桩头条件为固定桩头,桩间距为2.5倍桩径。通过对桩靴贯入土层前和桩靴贯入土层过程中邻近群桩中近桩靴桩的弯矩的测量,得出沿桩身弯矩随桩靴贯入土层深度的变化规律,并与相同净间距单桩桩身响应情况对比。将同一时刻群桩桩身最大弯矩相对于单桩桩身最大弯矩的增长率定义为弯矩增大系数,通过弯矩增大系数的变化研究了插桩对邻近群桩效应的影响及插桩对邻近群桩效应的影响随净间距的变化。研究表明:与桩靴贯入土层前相比,桩靴的贯入使邻近群桩效应减弱,且随着净间距的增加,插桩对邻近群桩效应的影响越来越小,净间距超过1倍桩靴最大直径时,建议可以不考虑插桩对邻近群桩的影响。
PCCP管芯缠丝后预压应力计算方法研究
孙岳阳, 胡少伟, 王洋, 黄逸群, 胡登兴
当前状态:  doi: 10.12170/20190317002
[摘要](19) [HTML全文](15) [PDF 912KB](0)
摘要:
为了获得缠丝后PCCP管芯的预压应力大小,首先介绍了规范中的计算方法,然后基于弹性力学中圆环或圆筒受均布压力理论给出了管芯各部位的环向应力计算式。同时利用有限元软件ABAQUS选取合适的材料本构,建立了管芯二维平面计算模型。设计了现场管径800 mm的内衬式PCCP缠丝过程管芯混凝土层内表面应变测试原型试验,获得了离两端1/4管长处以及中间位置等3个测点的缠丝后混凝土层内表面应变值。将试验结果与3种计算方法的结果进行对比分析,结果表明:按照弹性力学和有限元方法计算的管芯混凝土层内表面预压应力与实际试验结果吻合良好,误差在5%以内。规范方法计算的钢筒层环向应力较另两种方法的结果大。3种方法计算的缠丝后钢丝拉应力结果基本接近。
桩承式加筋路堤有限元几何建模方法及边坡效应研究
姜彦彬, 何宁, 许滨华, 张中流, 耿之周, 石北啸
当前状态:  doi: 10.12170/20181206001
[摘要](21) [HTML全文](23) [PDF 1304KB](0)
摘要:
桩承式加筋路堤常用的有限元几何建模方法包括单桩模型(含轴对称模型和单桩3D模型)、平面应变模型和3D断面模型,这些模型各具特点且前提假设各不相同,但却缺乏对比研究。使用非线性有限元软件ABAQUS结合现场试验结果进行了几何建模分析,对比分析了基于大面积堆载假定的模型与带边坡3D断面模型应力分布及变形的差异与原因。计算结果表明:3D断面模型最能反映桩承式加筋路堤真实工况,而单桩模型及大面积3D断面模型均低估了沉降量。边坡效应引起的水平位移及坡外隆起使得桩土沉降差、平均桩土应力比、桩顶荷载分担系数及土工加筋横向拉应力均在路肩区域达到极大值,且在路面范围内均大于大面积堆载工况。本文研究为路堤下复合地基几何模型数值分析及边坡三维效应研究提供了有益参考。
基于浸没边界法的水库变动水面模拟及验证
周睿, 程永光, 吴家阳
当前状态:  doi: 10.12170/20180821001
[摘要](22) [HTML全文](23) [PDF 912KB](0)
摘要:
水库水面波动具有复杂的流动边界。对复杂边界条件的处理,将直接影响水资源的开发利用效果。为模拟真实水库自由液面的大幅变动,利用浸没边界法来处理水库自由液面的变动问题,比较水库水温分布、水库下泄水温和坝前垂向水温分布,并通过简单算例予以验证。结果表明:该方法具有良好的可行性和准确性,改进了水库变动水面预测方法,可用于研究水库水面的时空变化规律。
特高拱坝动态安全风险分析系统研发及应用
王子成, 许后磊, 赵志勇, 张礼兵, 陈豪, 陈亚军, 徐智勇
当前状态:  doi: 10.12170/20181201002
[摘要](47) [HTML全文](20) [PDF 638KB](2)
摘要:
针对特高拱坝运维期内结构安全风险的动态性和复杂性,以及失事后果严重性,基于层次分析法、模糊理论和定量风险评估分析法,利用SQL Server数据库和Visual C#.NET编程技术,研发了一套特高拱坝动态安全风险分析系统。根据特高拱坝的荷载结构特性、安全监测仪器种类繁多和安全监测体系布置复杂的特点,构建了适应不同监测类型和大量安全监测数据的数据库,以及基于监测数据、巡视检查和物探检测的特高拱坝安全综合评价体系,确定特高拱坝事故发生的可能性级别。借助当量法量化分析事故损失,并以此确定损失的级别。最后结合特高拱坝事故发生的可能性级别和由此引起的损失级别,通过风险矩阵评估特高拱坝动态安全风险等级。
内河框架码头桩柱绕流水动力特性的二维数值模拟
刘明维, 曾丽琴, 陈刚, 沈立龙, 牟治忠, 王明镜
当前状态:  doi: 10.12170/20181204005
[摘要](44) [HTML全文](25) [PDF 1799KB](0)
摘要:
桩柱绕流水动力特性直接决定水流对桩柱作用力的分布规律,是内河框架码头水流荷载计算的基础。结合计算流体动力学(CFD),依托内河框架码头实际工程,进行了内河框架码头大直径桩柱串列及并列4桩柱绕流水动力特性的二维数值模拟,系统分析了不同流速及不同桩间距下桩柱绕流尾流流场形态,揭示了桩柱绕流阻力系数、升力系数、斯特劳哈尔数随桩间距和流速的变化规律。研究了串列及并列4桩柱绕流流场形态和水动力特性,不同流速及不同桩间距下的遮流影响效应、遮流影响系数以及横向影响系数的变化。数值模拟与分析结果可为计算类似内河框架码头水流荷载提供一定的技术参考。
密度及应力水平对珊瑚砂强度变形特性影响
侯贺营, 曹永勇, 张绍栋, 关云飞
当前状态:  doi: 10.12170/20181210001
[摘要](22) [HTML全文](16) [PDF 1007KB](0)
摘要:
为研究密度与应力水平对珊瑚砂强度和变形特性的影响,利用三轴仪,对珊瑚砂试样开展了一系列不同密度、不同应力水平条件下的三轴固结排水剪试验。根据试验结果分析了珊瑚砂密度和应力水平对其应力应变、体积变形特性及强度特性等的影响。结果表明,不同相对密度的试样均表现出剪胀特性,同一初始密度的试样,围压越大其剪胀现象越不显著。珊瑚砂初始切线模量随着围压和相对密度的增大而增大,可近似用直线表示,并建立了初始切线模量与相对密度和围压的关系式。相变点应变随围压的增大而增大,随相对密度的增大而减小。珊瑚砂强度指标φ0和Δφ随着相对密度的增大而呈线性增大趋势。
天然河道丁坝群局部冲刷三维数值模拟
戚蓝, 曾庆达, 吉顺文
当前状态:  doi: 10.12170/20180920001
[摘要](18) [HTML全文](15) [PDF 859KB](0)
摘要:
为研究天然河道中丁坝长度对河床的冲刷影响,基于天然河道形状和实际丁坝群布置,提出适用于天然河道形状的丁坝群局部冲刷计算流体力学(CFD)三维数值模拟方法,建立了滦河马良子段丁坝群三维模型。采用RNG k-ε模型模拟计算,用VOF方法进行自由表面的追踪,并对丁坝局部冲刷坑形态及冲刷深度进行了数值模拟。对比实测数据,数值模拟结果与实测结果非常吻合。针对丁坝群中局部冲刷最严重的丁坝,对其长度进行调整,调整后冲坑深度明显改善。
考虑底部过流的透水框架群阻力系数研究
刘建华, 杨中华, 李达, 李明
当前状态:  doi: 10.12170/20190216001
[摘要](24) [HTML全文](15) [PDF 839KB](0)
摘要:
研究底部过流条件下透水框架群的阻力系数具有现实意义。将透水框架视为大尺度粗糙结构体,利用入侵深度,建立了大尺度粗糙结构体过流的水动力双层模型,将水流沿垂向分为上部自由流动层和底部透水层,得出考虑底部过水和占用过水面积的大尺度粗糙河床阻力系数计算式。透水框架水槽试验的数据表明,框架群铺设后纵向流速随水深变化的垂向分布呈“S”型。利用47组雷诺数在25 000到50 000之间的试验数据率定出推导公式的形状系数,最终得出透水框架群阻力系数计算式。研究结果可为透水框架在河道工程的应用提供理论依据。
枢纽不同泄流方式的水流恢复距离研究
蒋孜伟, 许光祥
当前状态:  doi: 10.12170/20190211002
[摘要](17) [HTML全文](14) [PDF 779KB](0)
摘要:
计算水流的恢复距离,可以分析下游引航道口门区的通航水流条件是否受到了上游电站在不同泄流工况下的影响,进而可为电站的调度运行提供参考。以景洪电站为研究背景,分析了发电、控泄发电及敞泄停机这3种工况下的水流沿程分布情况,并与无坝全断面泄流工况的水流沿程分布情况进行比较,提出了水流恢复距离的概念,计算了不同工况下的水流恢复距离。结果表明,两侧泄流的恢复距离均大于中段泄流的恢复距离,泄流宽度所占的比例越大,恢复距离越短,泄流流量越大,恢复距离越长。通过对全断面泄流工况和极限泄流工况在引航道口门区水流条件的对比可知,当水流恢复距离大于引航道的长度时,相对应的泄流工况会造成引航道口门区水流条件明显的变化,此时需要考虑电站泄流对下游通航的影响。
竖缝式鱼道休息池水动力特性研究
王晓刚, 李云, 何飞飞, 宣国祥, 王彪
当前状态:  doi: 10.12170/20181130002
[摘要](19) [HTML全文](25) [PDF 1576KB](2)
摘要:
诸多鱼类会在休息池内,特别是转弯段休息池内出现滞留或上溯困难。通过建立三维RNG k-ε紊流模型,分析了竖缝位置、池室长度、休息池内增设辅助隔板等对直段休息池、转弯段休息池水动力特性的影响。结果发现,休息池内水流紊动能、紊动耗散率远低于普通池室,且休息池越长,紊动能及紊动耗散率越低,休息空间越大;竖缝位置对直段休息池水流特性影响不大,规范规定的休息池池长是合理的。这对29°弯段休息池及异侧竖缝布置更有利,同时对180°弯段休息池及同侧竖缝也更有利;由于180°弯段休息池池室中央存在大范围高流速回流区,应予充分重视。在休息池内增设辅助隔板能有效消除池室中央大回流区,且大幅增加低流速区面积,值得推广应用。
膨胀复合浆液的物理力学性能试验研究
马波, 雷进生, 涂保林, 戴康, 程爽
当前状态:  doi: 10.12170/20190227002
[摘要](30) [HTML全文](27) [PDF 562KB](3)
摘要:
目前普通硅酸盐水泥浆液是水利工程中最常用的注浆加固材料,针对其存在流动性差、析水率高、结石率低、结石体强度低、抗渗性能差等问题,采用单因素控制变量法和正交试验法,对制备的不同配合比的水泥基膨胀复合浆液进行黏度、密度以及结石体力学性能试验。试验结果表明:掺加粉煤灰可以增加浆液的和易性和流动性;掺加膨润土可以提高浆液的结石率和稳定性,同时降低浆液的析水率;掺加粉煤灰和膨润土的浆液流动性和结石率性能都有所改善,但是前期结石体强度较低,而后期强度主要靠粉煤灰的水化作用进行补充;水泥浆液掺加适量的膨胀剂对结石体的膨胀影响较大,并且可以提高结石体的抗渗性能。合理选择和控制粉煤灰、膨润土和膨胀剂掺量,可以明显改善和提高注浆效果。
基于水龄抑制蓝藻水华的供水水库取水方案优选
杨金艳, 徐勇, 周杰, 吴时强
当前状态:  doi: 10.12170/20190226004
[摘要](20) [HTML全文](17) [PDF 1277KB](0)
摘要:
水体交换年龄称为水龄。水龄长是水库富营养导致蓝藻水华的重要因子。水龄也是环境水体混合过程分析中最佳的示踪指标,可描述水团的混合和更新、污染物的混合和消解等,故常用于研究湖库水体被外源水置换的能力。采用基于染色模拟的水龄模拟方法,改进了EFDC模型,以优选太仓二水厂供水水库取水泵房位置为例,建立了三维数学模型,模拟了不同布置方案对供水水库环流结构和水龄的影响,从而优化供水水库的水龄分布,抑制蓝藻水华。由于水库的氮磷营养盐输入量、水深、气温等自然条件难以控制,通过优化取水泵房位置可以改变水库环流特性,改善水库水体水龄分布,减少水龄、抑制蓝藻生长,从而降低水库富营养化的风险。
中国水-能源-粮食关联系统协同安全评价
刘晶, 刘翠善, 李潇, 王国庆, 鲍振鑫
当前状态:  doi: 10.12170/20190603009
[摘要](38) [HTML全文](32) [PDF 879KB](5)
摘要:
为保障我国水-能源-粮食关联系统安全,运用压力状态响应模型对我国2007—2016年水-能源-粮食关联系统进行协同安全性评价。选取16个代表性指标,构建我国水-能源-粮食关联系统协同安全评价指标体系及评价模型,利用层次分析法确定各指标权重,根据2007—2016年全国及各省区相关指标统计数据,对全国及不同地区水-能源-粮食关联系统进行协同安全评价。结果表明:近10年全国水-能源-粮食关联系统的协同安全度总体呈波动上升趋势。北京、天津和上海等省区水-能源-粮食关联系统综合协同安全度较高;而宁夏、新疆和重庆等地区综合协同安全度低;大部分省区关联系统综合协同安全度水平2012—2016年高于2007—2011年。
泄洪雾化降雨模型相似比尺分类研究
余凯文, 韩昌海, 韩康
当前状态:  doi: 10.12170/20190109002
[摘要](22) [HTML全文](20) [PDF 827KB](4)
摘要:
物理模型试验是研究泄洪雾化问题的主要方法,但泄洪雾化模型具有明显的缩尺效应。为了提高模型雨强换算精度,减小雾化模型缩尺效应的影响,基于安康、乌江渡、二滩、白山等水电站泄洪雾化雨强原、模型试验资料,按泄洪方式、消能工体型等对泄洪雾化降雨模型相似比尺进行分类研究,分析了不同分类方式下雨强比尺(Sr)转换关系中指数nSr=Lrn)与尺度比尺(Lr)和水流韦伯数(We)的关系。结果表明,泄洪雾化模型雨强与原型雨强的关系并非按同一比尺指数规律变化,指数n的取值与消能工体型、泄洪方式、尺度比尺和水流韦伯数等因素有关。无论表孔、中(深)孔还是泄洪洞泄洪,模型比尺和水流韦伯数越大,雾化模型缩尺效应越小,指数n的取值就越小。
污泥厌氧消化液中磷的去除效果与机制研究
付瑜玲, 严晗璐, 王丽, 陈诚, 陈求稳
当前状态:  doi: 10.12170/20190501004
[摘要](14) [HTML全文](12) [PDF 901KB](0)
摘要:
以磷酸铁污泥厌氧消化液为研究对象,选用强碱性阴离子交换树脂(IRA402-Cl)、弱碱性阴离子交换树脂(DOWEX66)和改性水滑石开展磷酸根去除试验,探索3种材料在富铁富磷溶液中去除磷酸根的效果与机制。试验结果表明:(1)由于DOWEX66树脂具有与磷酸根(\begin{document}$ {\rm{H}}_2{\rm{PO}}_4^- $\end{document})结合力较强的叔胺官能团,相同固液比(3.0 g/L)条件下DOWEX66树脂除磷效率(33.3%)优于IRA402-Cl树脂(14.2%)。(2)固定床动态吸附试验结果显示DOWEX66树脂对磷酸根的吸附穿透点约在5个柱床体积处,表示其在富铁溶液中除磷能力有限且缓冲溶液体系更有利于树脂与磷酸根的离子交换过程。(3)300 ℃煅烧的水滑石在模拟溶液中表现出优良的磷去除能力,在投加量为2.0 g/L时磷去除率达到最高,且具有较好的铁磷分离效果,可作为污泥厌氧消化液中磷素回收的潜力材料。
基于SPH无网格法的纺锤形桩靴连续贯入过程模拟
孟翔, 高路恒, 吴浩, Atangana NjockPierre Guy
当前状态:  doi: 10.12170/20190215002
[摘要](27) [HTML全文](14) [PDF 1160KB](0)
摘要:
纺锤形桩靴在饱和土中贯入过程涉及土体极大变形和复杂的土、水、结构三者耦合作用,由于网格畸变问题,采用传统网格类数值方法很难进行模拟。SPH无网格法借助于一系列粒子进行插值,粒子与粒子之间无联系,将偏微分形式的控制方程转化为常微分方程组进行求解,可有效避免网格畸变问题。基于土-水-结构耦合SPH无网格算法,对桩靴在中密、密实砂土及饱和黏土中的连续贯入过程进行模拟,研究土体存在极大变形条件下桩靴贯入阻力、超孔隙水压力及总应力等物理量在贯入过程中的变化规律,并与CEL大变形有限元分析结果及室内离心机测值进行对比和分析。研究结果表明:采用土-水-结构耦合SPH算法可以准确地捕捉土、水混合物发生大变形时的自由面特征、贯入阻力、孔隙水压力及超孔隙水压力等物理量。
基于模糊神经网络的水电施工安全隐患评价
刘帅, 盛金保, 王昭升, 杨德玮
当前状态:  doi: 10.12170/20181031004
[摘要](21) [HTML全文](18) [PDF 526KB](0)
摘要:
水电工程施工过程中存在的安全隐患多且动态变化,是造成水电工程事故多发的主要原因。为评价水电工程施工的安全隐患程度,基于模糊综合评价和BP神经网络建立了水电工程施工安全隐患评价模型,构建了一个具有多层次和多指标特性的水电工程施工安全隐患诊断指标体系,提出了重大、较大、一般、较小以及轻微的5个等级划分。结合实例,对某水电工程施工进行评价,确定其安全隐患等级,并对评价结果进行分析。结果表明:该水电站施工安全隐患等级为3级,符合其实际隐患排查情况。评价提出的模糊神经网络模型可操作性强,能有效分析水电工程施工安全隐患,对于水电工程施工过程的安全隐患排查具有一定参考意义。
寒区堤防砂土岸坡生态护坡技术研究
蔡忍, 张桂荣, 何宁, 李登华, 何斌, 姚明帅
当前状态:  doi: 10.12170/20190222001
[摘要](23) [HTML全文](29) [PDF 894KB](0)
摘要:
东北地区堤防多是砂堤,砂土质地松散、贫瘠。在降雨侵蚀和风力侵蚀联合作用下,砂堤坡面水土流失严重,降低了砂堤防洪质量,危及大堤安全。为了减少坡面降雨侵蚀和水土流失,保证砂堤的防洪质量,采用保水剂改良砂堤表层土壤为植被生长提供水分和养分,并通过单纯植被护坡方案和两种改良后的生态护坡方案的室内外试验的对比,选取合适的护坡方案。结果表明:三维土工网垫和遮阳网在草籽发芽前期,能够较好地保护坡面和草籽,减少降雨侵蚀;在植被生长期,植株可以穿过三维土工网垫孔隙正常生长,植被根系发挥了铆钉作用,将三维土工网垫紧紧地锚定在坡面,三维土工网垫连同植被根系组成联合保护层,提升了整体加筋效果,但是由于遮阳网的孔隙过于细密,植被难以穿过遮阳网正常生长,将遮阳网顶起,无法像三维土工网垫那样与植被形成联合防护体系,整体加筋效果较差。
基于3DEXPERIENCE平台的CATIA二次开发下的拱坝结构快速建模
楼涛, 包腾飞
当前状态:  doi: 10.12170/20190124002
[摘要](22) [HTML全文](18) [PDF 653KB](0)
摘要:
拱坝的曲线曲面众多,结构复杂,建模过程繁琐且耗时耗力。为便于快速构建拱坝模型,提高建模效率,减少建模过程中的重复工作,提出了一种基于CATIA二次开发的拱坝三维建模方法。该方法依托于3DEXPERIENCE平台,运用面向对象的Python语言,利用Python代码简洁易懂的特点,通过自动化接口连接CATIA模块,对CATIA模块进行二次开发。编写的二次开发程序可读取给定的EXCEL文件中的拱坝模型参数,自动生成草图,继而构建实体,实现批量构建三维形状的功能。这种快速建模方式不仅提高了工作效率,3DEXPERIENCE平台还具有多阶段建模、叠加模型、关联模型的技术特点,为实现三维环境下的模型并行协同设计提供了基础。
PCC桩复合地基离心模型制备及桩土接触模拟
姜彦彬, 何宁, 耿之周, 蔡忍, 任国峰, 石北啸
当前状态:  doi: 10.12170/20190121001
[摘要](21) [HTML全文](14) [PDF 992KB](0)
摘要:
针对现有刚性桩复合地基离心模型试验技术的诸多局限性,综合考虑模型在材料、几何及桩土接触上的相似,首次设计了PCC桩复合地基离心模型试验并探讨了模型制备方法。配合专用切削、取土及回填试验器材,可以整齐高效地实现削土刮平、引孔取土、压桩就位和桩内回填操作,将常重力场下模型制备引起的扰动最小化,优化PCC桩复合地基离心模型制作过程。设计并开展反映本次离心模型中桩土摩擦接触特性的直剪试验,结果表明,离心模型中的桩帽与路堤砂、粗糙化的模型桩与软土层及下卧层的接触面摩尔-库伦摩擦角取值均在合理范围内,能够较好地代表PCC桩的桩-土接触特性。
循环冲击荷载下花岗岩力学特性尺寸效应
章航, 王志亮, 卢志堂, 熊峰, 巫绪涛
当前状态:  doi: 10.12170/20190121002
[摘要](16) [HTML全文](14) [PDF 1688KB](0)
摘要:
为探究岩石循环动力学特性及其尺寸效应,采用分离式霍普金森压杆对高径比为1.00,0.67和0.50的花岗岩试样开展循环冲击试验,并对比分析试验结果。结果表明:同一弹速下,高径比越小,试样最后一次冲击曲线的峰后破坏阶段越显著;随着高径比增加,试样峰值应变整体减小,而弹性模量有所增加,峰值应力下降程度明显减弱;在相同幅值的入射波循环作用下,累积比能量上升趋势随高径比增加逐渐变弱;低弹速(如8.5 m/s)循环冲击下试样呈现轴向劈裂破坏模式,而在高弹速(如9.9 m/s)条件下,试样破坏由轴向劈裂转变为边缘仅少量剥落。此外,试样破碎程度随高径比的增加而降低,表现为破碎块度增大、破碎块数减少。
森林覆盖率变化对流域洪水特性影响的数值模拟
姚原, 顾正华, 李云, 辜樵亚, 范子武
当前状态:  doi: 10.12170/20190501003
[摘要](18) [HTML全文](20) [PDF 831KB](0)
摘要:
为研究森林覆盖率变化对洪水特性的影响,建立小溪流域的分布式水文模型,通过实测水文资料对模型重要参数进行率定和验证,并对其适用性进行评价。选取7日同次降雨序列,利用率定并验证后的数学模型对森林覆盖率从0到100%共11组工况的流域洪水过程进行模拟。结果表明,森林覆盖率改变对小溪流域洪水特性产生一定影响,并且森林覆盖率越大,影响效果越明显;相比无森林覆盖条件,森林覆盖率达到最大时减小洪峰流量约13.2%,延缓洪峰到达时间约4 h,延长洪水历时约13 h;当森林覆盖率低于40%时,森林对洪峰的削减作用非常有限;当森林覆盖率大于40%时,森林覆盖率平均每增长10%,可削减洪峰流量约2%;并且随着森林覆盖率增长,洪水过程形态呈现从单峰到双峰的变化特点。
平原河网区河道交汊口分流特性模型试验研究
刘国庆, 王蔚, 范子武, 穆守胜, 贾本有, 乌景秀, 邓曌
当前状态:  doi: 10.12170/20190501002
[摘要](45) [HTML全文](16) [PDF 1198KB](2)
摘要:
以苏南运河-蠡河-望虞河交汊河道为研究对象,基于经验证的江苏省太湖地区整体一维河网数学模型及苏南运河-蠡河-望虞河交汊口局部物理模型,构建了交汊口平面二维数学模型,利用“16·7”超历史洪水资料并联合物理模型进行验证,在现状交汊角计算基础上,进一步模拟了苏南运河-蠡河变交汊角条件下蠡河分流比特性,并开展了多因素影响分析。结果表明,苏南运河-蠡河-望虞河分汊口不同于“Y”型或者斜接形交汊口,蠡河分流比主要由望虞河水位与苏南运河-望虞河水位差决定,与苏南运河下泄流量关系较小;苏南运河-蠡河交汊角度对蠡河分流比的影响也不大,主要是口门回流区束缩了支流有效过水宽度,导致进水口的实际过流宽度小于支流宽度。
应用ABAQUS软件分析降雨条件下鄂东南崩岗侵蚀作用
马鹏飞, 夏栋, 许文年, 杨威, 罗婷
当前状态:  doi: 10.12170/20181228004
[摘要](34) [HTML全文](34) [PDF 2326KB](10)
摘要:
以研究崩壁在地下水抬升与不同类型降雨联合作用下的失稳模式与渗流域特性为目标,基于野外观测和相关物理试验获取的崩岗岩土层强度指标数据,尝试从崩壁渗流场与应力场两场耦合的角度,运用数值试验探讨单次降雨条件下水力因素影响崩岗侵蚀的过程与机理。结果发现:长期小雨环境下,崩壁破坏方式属于崩壁中下部土层局部被淘空与砂土层上覆土体整体滑移相结合;短时强雨环境下则表现为坡面浅层分层流滑破坏。但无论何种降雨类型都存在一个促使崩壁砂土层被水蚀并退去后形成凹腔(龛)的降雨前期阶段,直到龛深达到一极限值,龛体积不再扩大,转为历时较短的崩壁失稳前的降雨后期阶段。强降雨入渗产生的渗流区域主要分布在崩壁浅层地表,引起浅层土体持续软化,剪应力明显增大。伴随降雨历时的延长,坡面浅土层出现暂态饱和区且湿润峰(零压面)逐渐向崩壁深处推移,地下水位线逐渐抬升并以出露泉方式对砂土层下部造成潜蚀。分析结果与野外观测现象较为一致,可为崩壁安全预警理念提供新思路,即对每一个肉眼可识别的龛进行集中处理。
地形变异条件下长江口南港河段水动力变化
钱明霞, 路川藤, 孙高霞, 丁伟, 朱方剑
当前状态:  doi: 10.12170/20181223001
[摘要](25) [HTML全文](21) [PDF 1613KB](0)
摘要:
1958—2010年,长江口南港河段河槽断面形态呈“U”型和“W”型交替变化。基于二维潮流数学模型,模拟了1958,1973,1997和2010年长江口地形条件下的水动力变化,进而分析了地形变化对潮波传递和潮流运动的影响。研究表明,南港河段水动力与地形变化密切相关。自1958年以来,南港河段潮差逐渐减小,潮波变形逐渐加剧;潮流与瑞丰沙发展变化联系紧密;1997年,瑞丰沙范围最大时,南港流速平面上呈复式分布,长兴水道为涨潮占优,其他年份,落潮占优,南港主槽始终为落潮占优;南港落潮分流比自1958至1973年明显降低,1973年后趋于稳定,为50%左右,随地形变化较小。
基于MCMC法的混凝土坝坝体坝基变形模量随机反演
程井, 李培聪, 李同春, 袁平
当前状态:  doi: 10.12170/20181218001
[摘要](25) [HTML全文](21) [PDF 1056KB](0)
摘要:
针对混凝土坝材料力学参数反演中存在大量不确定性问题,提出了混凝土重力坝坝体弹性模量与坝基变形模量的MCMC随机反演法。将坝体及坝基变形模量参数视为随机变量,基于Bayesian理论,利用无似然函数的马尔科夫链蒙特卡罗方法(Markov chain Monte Carlo (MCMC) without likelihoods)进行随机参数后验分布抽样。通过平稳后的马尔科夫链得到参数后验分布的随机样本,进而得到对应的期望值和标准差。以龙滩高混凝土重力坝为例,结合典型断面的二维平面有限元模型,采用无似然函数的MCMC算法对坝体、坝基变形模量进行了随机反演,得出所需反演参数(坝体弹性模量、坝基变形模量)的分布;分析了坝体、坝基变形模量分布的统计特性与观测值波动之间的关系,得出后验分布变异性与观测值离散性呈正相关关系。
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长三角地区水安全保障技术集成与应用专题
基于同步原型观测的水质改善效果敏感性分析与应用
刘国庆, 范子武, 王波, 柳杨, 王蔚
2019, (5): 1-9.   doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2019.05.001
[摘要](26) [HTML全文](19) [PDF 5948KB](1)
摘要:
将无锡运东大包围调水试验过程划分为背景期、调度期和恢复期3个阶段,通过长系列河网水动力-水质多要素同步原型观测,获得河网干支流水动力特性,掌握不同控制断面水质指标的变化规律,并分析水动力过程对不同水质指标改善的敏感性。在此基础上,基于引水流量、汊道分流比、河网流速、水位以及水质改善幅度控制阈值,论证白屈港-严埭港-转水河-环城河-古运河沿线主引水通道的可行性与存在的问题,构建区域精细化河网水动力模型,在模型率定验证基础上模拟了高水位单通道自引泵排、低水位单通道泵引泵排、双通道自引泵排运行方案,比选了不同生态补水方案的水动力与水质效果,为无锡运东大包围畅流活水方案制定提供了研究方法与数据支持。
常州市运北主城区畅流活水方案设计与现场验证
柳杨, 范子武, 谢忱, 刘国庆, 杨帆, 潘小保
2019, (5): 10-17.   doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2019.05.002
[摘要](25) [HTML全文](16) [PDF 3256KB](2)
摘要:
为改善常州市运北主城区水环境,采用数学模型计算和现场试验验证相结合的方法,开展畅流活水水环境提升方案研究。依据常州市区域地形和水系情况,确定主城区引水水源、引排格局和引水水量,结合现状工程条件,提出“利用长江优质水源、打造两条清水通道、新建四座活动溢流堰、形成三级水位差”的畅流活水方案。基于Infoworks ICM构建常州市主城区水动力数学模型,模拟澡港河入口水位3.80~4.00 m多种方案下,运北主城区内部河道流量分配情况,确定最佳入城水位,并结合现场试验验证了活水效果。结果表明,常州市运北主城区畅流活水方案实施后大部分河道流量显著增加,流速达7 cm/s以上,多项水质指标达到Ⅲ类及以上水平。研究成果可为其他平原河网地区水环境提升提供借鉴。
夏季引流条件下苏州古城区河网水质变化研究
廖轶鹏, 周钰林, 范子武, 贾本有, 李云
2019, (5): 18-26.   doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2019.05.003
[摘要](18) [HTML全文](17) [PDF 1990KB](0)
摘要:
为探寻城市河网水动力提升对水环境改善的影响,评估引水调流效益,以苏州古城区河网为例,在夏季丰水期条件下通过对不同流量引水条件下数条河流水动力及水质的监测和分析,探讨水动力作用对河网水体的水质改善效果。结果表明,在汛期允许最佳引流条件下,苏州齐门河、平门河及学士河的污染物通量分别下降了15.2%,16.5%和13.2%,其中古城区北部河网水环境改善情况明显高于南部河网。引水调流方案能够有效增强古城河网流动性,而河网水体中COD和溶解氧含量在不同水动力条件下的变化较为敏感,可以作为古城区河网典型水质指标参数,反映水动力调控的影响效果。
城镇化背景下平原河网区暴雨洪水重现期变化分析——以太湖流域武澄锡虞区为例
王丹青, 许有鹏, 王思远, 王强, 袁甲, 胡尊乐
2019, (5): 27-35.   doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2019.05.004
[摘要](23) [HTML全文](13) [PDF 2327KB](0)
摘要:
以太湖流域武澄锡虞区典型雨量水文站为例,基于长时间序列逐日降雨与水位数据,采用累积距平法、皮尔逊频率曲线和克里金插值等方法对水位进行还现分析以及对暴雨洪水重现期进行分析,探讨了城镇化背景下典型平原河网区暴雨洪水重现期变化规律及成因。结果表明:(1)武澄锡虞区不同量级降雨重现期均有提前,极端降雨频率增大;武澄锡虞区小量级洪水事件(T=5, 10, 20 a)发生频率有所增加,而量级较大(T=50 a)的洪峰水位重现期在城区与郊区则差异显著。受圩垸影响的常州站1960年50年一遇洪峰水位在2010年增至68年一遇,洪峰水位整体降低,而郊区白芍山站1960年50年一遇洪峰水位在2010年则提前至32年,洪峰水位整体有所增加。(2)小量级洪水事件发生频率增加主要是由降雨增加、城镇扩张以及河网水系衰减所致,同等量级的暴雨导致洪峰水位不断增长;而闸泵和圩垸等水利工程建设加强了对较高量级洪水的调节作用,使高量级洪峰水位有所降低,减小了城区圩垸内洪水风险。对于不同量级的洪峰水位,下垫面特征变化和水利工程建设对其影响的程度则有所不同。分析结果可为研究该地区防洪安全提供技术支持。
黄河流域典型流域水文气象变化与径流过程模拟
管晓祥, 金君良, 黄爱明, 詹慧婕, 王国庆, 刘翠善
2019, (5): 36-43.   doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2019.05.005
[摘要](16) [HTML全文](14) [PDF 1610KB](0)
摘要:
典型流域水文气象分析及水文过程模拟是合理评价黄河流域水资源变化的重要基础。利用Mann-Kendall秩次相关检验法和均值差异T检验法分析了黄河流域7个典型流域的年降水量、年径流量和年均气温序列的变化特征,并采用VIC模型、新安江模型、WBM模型和GR4J模型模拟站点的径流过程。结果表明:各典型流域年均气温显著升高;年降水量变化趋势和突变情况均不明显;而年径流量呈显著下降趋势,且突变多发生在1980s。模型模拟结果表明4种水文模型在黄河流域应用效果较好。就Nash效率系数而言,VIC和新安江模型因为考虑产汇流过程较为详细,模拟径流过程与实测过程更贴近;就径流相对误差而言,WBM模型在水量模拟计算中表现较优,其结构简单,适用于流域水资源的模拟与评价。
长江对鄱阳湖倒灌影响的微模型模拟
王志寰, 朱立俊, 王建中, 范红霞, 刘贝贝, 陈槐
2019, (5): 44-53.   doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2019.05.006
[摘要](17) [HTML全文](12) [PDF 3927KB](0)
摘要:
微模型试验技术具有模型规模小、试验周期短和经济性好等优势,可用于研究大范围和复杂系统的江湖关系问题,但国内应用实例较少,其相似理论和模型设计关键技术值得深入研究。基于研究长江与鄱阳湖江湖倒灌规律的需要,探讨了江湖倒灌微模型应遵循的相似律和微模型设计方法,提出了微模型阻力相似及模型物理量测控的解决方案,建立了平面比尺1:6 500、垂直比尺1:150的长江-鄱阳湖-“五河”尾闾微模型。经实测水文资料验证,该模型在水位、流速及长江对鄱阳湖倒灌时间和倒灌流量等方面与原体具有较好相似性,所用模型设计和模拟方法为进一步推广微模型试验技术提供了理论依据,为研究河流、湖泊、河口、海岸等大尺度和复杂水沙运动问题提供了参考。
相变材料水下自吸式堵漏状态试验研究
张盛行, 汤雷, 贾宇, 王玉磊
2019, (5): 54-61.   doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2019.05.007
[摘要](18) [HTML全文](15) [PDF 1882KB](0)
摘要:
在汛期等极端条件下,渗漏是溃堤、垮坝的先兆险情,及时有效地应急处理渗漏病害是切断堤坝溃决灾害链的关键举措。基于一种水下熔化相变材料应急封堵渗漏通道的新方法,开展了石蜡材料水下熔融、渗漏通道自吸入式封堵的试验研究,分析了其封堵效果并总结了相关规律。通过分段量测渗漏通道中的石蜡,经卷积平滑处理出封堵材料沿封堵长度的质量分布曲线,定性描述了石蜡封堵材料在渗漏通道中凝固后的分布情况,并分析了封堵完成后的残余材料。结果表明:封堵过程中,熔融的石蜡材料与周围水体结合良好,易涌入渗漏通道,可实现稳定封堵;封堵长度和有效封堵材料量与初始渗漏流速正相关,封堵线密度随着初始渗漏流速的增加而减小;针对石蜡封堵状态的特征,可将封堵长度划分为碎裂密实段、松散破碎段和断裂密实段。封堵完成后,设备中的残余材料剖面呈楔形状,且残余质量波动幅度较小。
长江上游透水丁坝水面线分布试验研究
许百强, 喻涛, 王平义, 杨小文, 张秀芳
2019, (5): 62-68.   doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2019.05.008
[摘要](16) [HTML全文](16) [PDF 5268KB](0)
摘要:
丁坝是长江上游航道整治中最常用的整治建筑物,工程实践中多采用抛石透水丁坝,此类丁坝具有一定透水性, 在现有丁坝水沙特性研究中极少考虑透水性对此类丁坝的影响。不同的空隙率和空隙尺寸对改善透水丁坝附近水位场及流速场具有不同效果。通过水槽概化模型试验,研究了3种空隙尺寸和5种空隙率工况下透水丁坝周围水面线分布情况,对比分析了不同空隙率和不同空隙尺寸等因素对透水丁坝周围水面线的影响规律。结果表明:相比实体丁坝,在一定的空隙率和空隙尺寸条件下,透水丁坝对其上游的壅水效果更佳,同时还可增加其下游水深,降低纵横向水面比降,对改善丁坝右侧束窄段水流形态、减轻丁坝水毁、延长其使用年限以及改善生态环境等方面也具有更积极的作用。
岛礁地形抛石护岸稳定性试验研究
刘清君, 张晋勋, 孙天霆, 徐华, 王登婷, 李秦
2019, (5): 69-75.   doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2019.05.009
[摘要](20) [HTML全文](12) [PDF 1564KB](0)
摘要:
岛礁地形是一种特殊的海岸形式,国内外学者对波浪在岛礁地形上的传播变形研究较多,但对于岛礁地形上的护岸工程研究较少,缺乏对关键设计参数的研究。以马尔代夫机场岛护岸工程为例,通过比例尺为1:10的波浪水槽物理模型试验,分析研究了3种不同岸坡宽度、4种不同水深和波浪组合工况下的护面块石稳定性。结果表明,前沿岸坡宽度,即护岸坡脚至礁缘之间的距离是影响抛石护岸稳定性的重要因素。在同样水深、波况及护岸块石质量条件下,护面块石的失稳率随岸坡宽度的增加而减小。进一步分析发现,为保障护岸安全,抛石护岸外坡坡脚宜布置于波浪破碎点之后,且与破碎点之间距离不应小于浅水波长的26%,即0.26T\begin{document}$ \sqrt{g h_{\mathrm{e}}}$\end{document}
圆形截面混凝土中氯离子时变扩散解析模型
汪加梁, 杨绿峰, 余波
2019, (5): 76-84.   doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2019.05.010
[摘要](16) [HTML全文](12) [PDF 2221KB](0)
摘要:
为了克服传统常扩散解析模型无法考虑氯离子扩散系数时变特性所存在的缺陷,研究建立了圆形截面混凝土中氯离子时变扩散解析模型。在极坐标系中建立了圆形截面混凝土中氯离子时变扩散的控制方程、边界条件和初始条件,然后通过引入等效扩散时间将氯离子的时变扩散方程转化为常扩散方程,进而结合贝塞尔函数和变量代换法,建立了圆形截面混凝土中氯离子时变扩散的解析模型,并与数值模型和常扩散解析模型进行对比验证。分析结果表明,该解析模型具有较高计算精度和计算效率,不仅可以克服数值模型对空间离散网格和时间步长的依赖性,而且还可以克服常扩散模型由于忽略氯离子扩散系数时变性而高估混凝土中氯离子质量分数所存在的缺陷;圆形截面混凝土中的氯离子质量分数分布介于一维和二维扩散之间,随着圆形截面半径和龄期衰减系数的增大逐渐趋近于一维扩散情况。
考虑土性参数空间变异性的单桩竖向承载力分析
杨剑, 黎冰, 鲍安琪, 马文昊
2019, (5): 85-90.   doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2019.05.011
[摘要](17) [HTML全文](18) [PDF 2613KB](0)
摘要:
岩土体是自然界的产物,其性质具有较大的空间变异性。在已有土体随机场模拟研究成果基础上,考虑了土体强度参数的变异系数和相关距离,通过数值方法研究了竖向荷载作用下土体空间变异性对桩基础承载力的影响。结果表明,考虑土体空间变异性后,桩基承载力的中值都小于确定性分析得到的桩基承载力;随着变异系数和相关距离的增大,桩基承载力的不确定性越来越大,实际工程中需重点关注土体参数变异性大的工况。考虑土体强度参数空间变异性的桩基竖向承载力分布规律可以用对数正态分布曲线来描述,当样本数足够多时,可依此获取任一荷载下桩基础的失效概率。
桩靴贯入砂土层时邻近桩挤土压力分析
郭东, 王建华, 范怡飞
2019, (5): 91-100.   doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2019.05.012
[摘要](16) [HTML全文](11) [PDF 3905KB](0)
摘要:
钻井船插桩时会使邻近平台桩桩身受到挤土荷载作用,这种挤土荷载可能会严重影响平台桩的承载能力。采用CEL方法结合模型试验分析桩靴贯入砂土层时邻近桩受到的挤土压力变化。通过对缩尺试验结果的计算,验证了CEL方法的可行性。进一步分析了桩靴贯入砂土层时,邻近桩桩身挤土压力的变化。分析结果表明,邻近桩靠近桩靴一面受到的挤土压力随桩土相对位移的增加而不断增大直到极限值,在泥面以下10倍邻近桩桩径范围内,桩身最大挤土压力随土层深度逐渐增加,其变化范围为1.5~5.0倍的朗肯被动土压力,当土层深度超过10倍邻近桩桩径后,桩身最大挤土压力趋于稳定,约5.0倍的朗肯被动土压力;而远离桩靴一面受到的挤土压力随相对位移增加而不断减小,最终保持在朗肯被动土压力的10%~20%;桩身受到的挤土压力合力随桩土相对位移增加而不断增大直到极限值,在泥面以下10倍邻近桩桩径范围内,桩身极限挤土压力合力随土层深度逐渐增加,其变化范围为1.5~5.0倍的朗肯被动土压力;当土层深度超过10倍邻近桩桩径后,桩身极限挤土压力合力趋于稳定,约5.0倍的朗肯被动土压力。最后还定量分析了砂土摩擦角、弹性模量、泊松比和净间距的变化对插桩挤土力变化关系的影响。
双轴受压混凝土动态力学特性及破坏准则研究
程卓群, 王乾峰, 王普, 孙尚鹏, 刘苗苗
2019, (5): 101-107.   doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2019.05.013
[摘要](23) [HTML全文](11) [PDF 2318KB](0)
摘要:
利用动静力三轴试验机进行不同加载速率、不同侧向压力下300 mm立方体混凝土的抗压试验,并对所得试验数据进行力学参数分析,在此基础上,建立考虑动态加载速率的K-G破坏准则并对其适用性进行了验证。验证分析结果表明:应变速率越低,侧压对混凝土峰值应力的增益作用越明显;混凝土峰值应变随应变速率增加,大致呈先减后增趋势;峰值应变随侧压的增大而增大, 侧压对峰值应变的影响在应变速率较低时更明显;随应变速率的增大,混凝土弹性模量呈先增后减趋势;侧压对混凝土弹性模量的影响不明显;建立的改进后的K-G准则对动态双轴受压模型描述效果好,而且该模型同时也适用于100和300 mm混凝土立方体的单向和双向应力状态。
金华江下游灵马枢纽建设与航道深开挖方案比选分析
王峰, 张铭, 尤克诗, 方向征
2019, (5): 108-113.   doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2019.05.014
[摘要](16) [HTML全文](11) [PDF 3763KB](0)
摘要:
内河航运工程常采用梯级枢纽建设或航道整治两种开发模式,在实际应用中需通过综合对比论证以优化开发方案。利用水动力数值计算方法,对金华江航运开发工程中灵马枢纽建设与航道深开挖两种方案效果进行对比分析,论证并优选工程建设方案。结果表明:若通过航道深开挖,研究河段最大疏浚深度超过5 m,水流归槽引起河道裸滩将破坏环境与生态;而灵马梯级枢纽建设方案不仅可使航道通航保证率提高至95%以上,还可显著改善该区域水生态环境与人文景观,是实现金华江Ⅳ级航道建设目标的必要条件。
钱塘江九溪涌潮重塑在工程实践中的探索研究
金建峰, 张玉伦, 李志永, 钱学诚, 黄姿菡
2019, (5): 114-120.   doi: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2019.05.015
[摘要](17) [HTML全文](17) [PDF 2036KB](0)
摘要:
为保护钱塘江涌潮景观、减小涌潮危害,重塑钱塘江九溪涌潮,变潮害为潮景,使涌潮可赏、可控、安全。应用KFVS格式建立二维涌潮数学模型,在实测水文资料验证的基础上,计算优化方案实施前后的流场及涌潮传播特性,从构筑物近区涌潮高度、涌高明显的岸线长度和涌高明显的区域面积等3个指标综合评判涌潮重塑效果。通过物理模型试验,模拟涌潮的形成与传播过程,分析比较各方案实施前后工程区域附近涌潮传播过程的壅高、越堤等变化情况,进一步验证了重塑效果。研究结果表明,通过优化工程布局,采取工程措施,钱塘江九溪涌潮重塑具有可行性,既能保留九溪涌潮特性,又能实现安全观潮。
应用ABAQUS软件分析降雨条件下鄂东南崩岗侵蚀作用
马鹏飞, 夏栋, 许文年, 杨威, 罗婷
[摘要](34) [HTML全文](34) [PDF 2326KB](10)
摘要:
以研究崩壁在地下水抬升与不同类型降雨联合作用下的失稳模式与渗流域特性为目标,基于野外观测和相关物理试验获取的崩岗岩土层强度指标数据,尝试从崩壁渗流场与应力场两场耦合的角度,运用数值试验探讨单次降雨条件下水力因素影响崩岗侵蚀的过程与机理。结果发现:长期小雨环境下,崩壁破坏方式属于崩壁中下部土层局部被淘空与砂土层上覆土体整体滑移相结合;短时强雨环境下则表现为坡面浅层分层流滑破坏。但无论何种降雨类型都存在一个促使崩壁砂土层被水蚀并退去后形成凹腔(龛)的降雨前期阶段,直到龛深达到一极限值,龛体积不再扩大,转为历时较短的崩壁失稳前的降雨后期阶段。强降雨入渗产生的渗流区域主要分布在崩壁浅层地表,引起浅层土体持续软化,剪应力明显增大。伴随降雨历时的延长,坡面浅土层出现暂态饱和区且湿润峰(零压面)逐渐向崩壁深处推移,地下水位线逐渐抬升并以出露泉方式对砂土层下部造成潜蚀。分析结果与野外观测现象较为一致,可为崩壁安全预警理念提供新思路,即对每一个肉眼可识别的龛进行集中处理。
等宽明渠交汇口流速分布特性数值模拟
周舟, 曾诚, 周婕, 王玲玲, 丁少伟
[摘要](38) [HTML全文](31) [PDF 1330KB](5)
摘要:
明渠水流的交汇现象在涉水工程中十分常见,其中交汇口流速的分布特性复杂,对渠道的设计与维护有着直接的影响。针对明渠交汇流的流速分布特性,基于雷诺方程模型(RSM)与体积函数法(VOF)建立等宽明渠交汇流三维数值模型,结合物理试验数据进行模型验证,对不同交汇角与流量比组合工况进行模拟研究,对交汇口水流流速的分布特性进行分析。计算结果表明,交汇口流速存在分区特征,交汇口内流线弯曲流速偏转,下游会出现回流结构与断面环流现象。当交汇角增大时,水流的偏转幅度更大,回流结构与环流现象增强,分区特征更明显,渠道边壁受到的水体冲击更大;当流量比增大时,主渠水体受到的挤压效应减弱,流速分区特征受到抑制,水流交汇更平顺,边壁受到的冲刷更少。

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