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两种水面边界条件下两层流体中内波传播的数值模拟
张周昊, 张洪生, 王宇鑫, 马婷婷
当前状态:  doi: 10.12170/20210307003
[摘要](30) [HTML全文](23) [PDF 2477KB](1)
摘要:
基于FLUENT计算流体力学软件及其二次开发功能,采用VOF(Volume of Fluid)多相流模型,在\begin{document}$k{\text{ - }}\varepsilon $\end{document}湍流模型下建立了模拟内波传播的分层数值水槽。设置两层稳定分层,以上下层不同密度差和水深比作为工况,利用平板拍击法造波。在刚盖和自由表面两种上边界条件下进行数值模拟并与各自的理论解进行比较,分析了两者之间的异同。研究发现密度差的改变不会明显影响理论解与数值解之间的一致程度;上下两层流体深度差值的改变会明显影响数值计算结果。在上层水深很小时,在自由表面假定下水气交界面处出现了较为明显的垂向速度;在两种假定下,数值模拟的水平速度都体现了非线性的影响。而当下层水深很小时,非线性的影响微弱。鉴于在实际海洋中上层水深远小于下层水深,尤其是当计算运动幅值更大的内孤立波时,采用更为真实的自由表面假定更为合理。
基于Landsat时序影像和非线性边界监测土壤干旱研究
张新平, 权全
当前状态:  doi: 10.12170/20210411001
[摘要](12) [HTML全文](1) [PDF 1898KB](0)
摘要:
土壤温度植被干旱指数(TVDI)是表征土壤干旱状态的常用指标,土地利用/覆被(LULC)类型、LST-NDVI特征空间的干燥与湿润边界的非线性属性是TVDI遥感反演过程需要考虑的问题,然而前人的研究与应用大多忽视了这些条件,带来了部分误差。本研究选取黄河流域典型资源驱动型河段内蒙古“几”字湾都市圈(呼包巴鄂乌五市)作为研究对象,以1986—2020年8期816景Landsat-5/8时序影像和同期30 m土地利用/覆被栅格数据为数据源,剔除建设用地和水体,采用无缝拼接和生长季均值合成重构LST-NDVI特征空间,在4类LULC下,非线性拟合干燥边界和湿润边界,反演得到8期经验证精度可靠的黄河内蒙古段的土壤表层干旱等级空间分布100 m栅格。研究结果可为区域性的土壤旱情预测提供理论参考和技术借鉴。
层结环境下刚性植被群对异重流影响的数值模拟
谢晓云, 韩东睿, 林颖典
当前状态:  doi: 10.12170/20210129003
[摘要](32) [HTML全文](7) [PDF 1848KB](0)
摘要:
利用FLUENT软件模拟了层结环境下开闸式异重流通过刚性植被群的演变特性,使用二维大涡模拟,并结合用户自定义函数加入植被阻力效应,对异重流的头部速度、瞬时卷吸常数、势能转变,动能剖面变化等与环境水体层结度、植被群高度的关系进行相关分析。结果表明:层结环境会使异重流头部后期产生中性层入侵,但植被的存在会抑制此现象;在运动初期,异重流在低层结度环境时的头部速度比在高层结度环境的大,经过转变点,此趋势相反,而植被的存在会延迟这个转变点的出现,且转变点的出现随植被高度的增加而滞后;层结环境和植被都会抑制异重流的卷吸,但当这两种因素同时存在时,植被对异重流掺混抑制的影响起主要作用。异重流运动过程中,势能早期主要用于维持异重流前进,经过转变点后,大部分势能主要被不可逆掺混消耗,且植被和层结环境会将这个转变点提前。相同层结环境下,植被越高,异重流与环境流体间不可逆掺混引起的背景势能越不占优。层结环境会抑制断面处动能的多次波峰现象,但植被会促进该现象的发生。
以降水为基础的淮北浅埋区涝渍分析与评价
黄爱明, 顾南, 王国庆, 胡永胜, 杜明成
当前状态:  doi: 10.12170/20210315002
[摘要](16) [HTML全文](14) [PDF 1535KB](1)
摘要:
淮北平原涝渍灾害严重,研究揭示淮北浅埋区的降水对地下水埋深的响应规律及涝渍评价方法,对科学规划区域排涝减灾及农作物增产具有重要意义。基于五道沟实验站32 a的日降水、地下水埋深及土壤水分数据,利用数理统计的方法分析了五道沟实验站降水、地下水埋深变化特征,同时分析了作物和不同雨强的降水对地下水埋深的影响。利用正距平法和Z指数法对五道沟实验站涝情进行评价。结果表明:淮北浅埋区的年内降水主要集中在5—9月;作物生长前期需水少,降水补给量决定了地下水水位的增长幅度,后期需水量过大,地下水水位会持续下降;地下水埋深在年内呈现双峰变化,在地下水浅埋区,地下水埋深对一定范围内的降水具有弹性;对比不同雨强下地下水水位的响应时间发现,随着雨强的增大,地下水水位的响应时间逐渐减小;两种方法能较好评价淮北浅埋区的涝渍情况,但长期无降水、地下水位过低时会高估受涝渍灾害的严重性,且Z指数法高估程度更明显。
黄河源区水源涵养有关问题探讨
田世民, 韩冰, 梁帅, 王弯弯, 曹永涛
当前状态:  doi: 10.12170/20211019002
[摘要](1) [HTML全文](0) [PDF 885KB](0)
摘要:
黄河源区是黄河流域重要产水区和水源涵养区,在气候变化和人类活动双重胁迫下,黄河源区各类型生态系统发生了显著变化,影响了源区水源涵养功能。在总结前人研究的基础上,阐述了水源涵养的概念和内涵,系统梳理了黄河源区水源涵养主体的变化过程,论述了水源涵养功能对水源涵养主体变化的响应特征,分析了黄河源区未来水源涵养能力演变所面临的形势,并基于此提出了黄河源区水源涵养能力提升的对策与建议。可为进一步开展黄河源区水源涵养相关研究以及源区水源涵养能力提升提供支撑。
面板堆石坝长效服役状态下微幅变形监测及其分析
丁玉堂1, 周王俊, 陈章伦, 陈洪丰, 王超逸, 陆阳洋
当前状态:  doi: 10.12170/20210523001
[摘要](1) [HTML全文](0) [PDF 1692KB](0)
摘要:
受堆石料自身流变特性及外部因素影响,混凝土面板堆石坝在服役后较长一段时间内仍有持续性的微幅变形增长,微幅变形的不断累积可对面板等防渗结构产生不利影响。针对传统监测手段精度低、频次少、测量结果难以反映大坝真实的后期变形特征这一缺陷,尝试将静力水准系统与引张线系统应用到面板堆石坝表面沉降与水平位移监测中。利用上述系统,对泽雅水库大坝开展持续5年的坝体表面变形监测。监测数据分析发现:①上述监测系统的精度与稳定性可满足堆石坝长效服役状态下微幅变形的观测需求。②泽雅水库大坝在运行近20年后,堆石体的流变仍未停止,近5年变形平均增速最大可达4.33 mm/a(沉降)和3.50 mm/a(水平位移)。③各测点位移发展速率总体上逐年降低,变形趋于稳定。研究结果可为同类型工程监测设计及堆石料流变研究提供参考。
基于不同信息程度攻击下的长距离输水系统抗毁性研究
杨元媛, 李港, 黄廷杰
当前状态:  doi: 10.12170/20210626001
[摘要](15) [HTML全文](7) [PDF 981KB](0)
摘要:
综合运用图论和复杂网络理论,构建了长距离输水系统网络拓扑结构图,选取破坏效率较高的节点攻击,分别在输水系统网络拓扑结构信息未知、部分已知和全部已知的情况下展开随机攻击、条件攻击和蓄意攻击,进行了3种攻击策略下输水系统抗毁性的仿真试验,并在网络拓扑结构信息完全获取的情况下采用度、介数和接近中心性3种特征参数量化节点重要性,分析了输水系统对不同节点重要度参数的抗毁性响应。研究结果表明:不同攻击策略下的破坏效率呈现为蓄意攻击>条件攻击>随机攻击,对拓扑网络结构的信息获取程度越大,攻击效率越高;完全信息攻击下的输水系统抗毁性受节点的介数影响较大,受节点的度影响较小。本研究可为长距离输水系统的重要设施识别及保护提供理论支撑。
黄河流域水土资源联合配置技术框架
秦天玲, 吕锡芝, 刘姗姗, 王建伟, 李晨昊, 冯贱明
当前状态:  doi: 10.12170/202111112003
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 938KB](0)
摘要:
黄河流域生态保护和高质量发展上升为重大国家战略,对黄河流域水土资源配置提出了新要求。随着气候变化和人类活动的影响,黄河流域面临水资源总量不足、水土资源空间不匹配、水沙异源和生态用水用地矛盾突出等问题。在分析黄河流域水土资源所面临问题及成因的基础上,以山水林田湖草整体保护、系统修复和综合治理为导向,基于已有水土资源要素数据和精密监测获取的数据,识别黄河流域水土资源演变规律及生态关键阈值,构建基于水土资源高效利用与保护的黄河流域水土资源联合配置模型。旨在规范黄河流域水土资源开发,为黄河流域生态保护和高质量发展提供技术支撑。
土体强度的空间分布形式对单桩承载力的影响
杨剑, 黎冰, 鲍安琪, 陈宁
当前状态:  doi: 10.12170/20210129002
[摘要](14) [HTML全文](15) [PDF 996KB](2)
摘要:
土体参数可能服从不同类型的分布,而在考虑土性空间变异性的桩基础承载特性的研究中一般将随机变量假定为服从对数正态分布。以土体的不排水强度为随机变量,考虑不同的变异系数和相关距离,采用随机有限元法分别模拟了竖向和水平向荷载作用下单桩基础的承载性状,对比分析了土体不排水强度分别服从对数正态分布、Beta分布和Gamma分布条件下单桩的承载力均值和标准差。结果表明,土体强度的分布形式对单桩竖向承载力的均值没有影响,而服从对数正态分布的随机场中单桩水平承载力均值最大,服从Beta分布的随机场中单桩水平承载力均值最小;竖向荷载和水平荷载作用下Beta分布得到的承载力标准差均为最大。当地基土强度空间分布形式未知时,建议采用Beta分布确定单桩承载力。
变化环境下的水源涵养能力评估研究进展
贾雨凡, 杨勤丽, 胡非池, 鞠琴, 王国庆
当前状态:  doi: 10.12170/20210820001
[摘要](17) [HTML全文](15) [PDF 898KB](3)
摘要:
水源涵养功能属于生态学与水文学的交错领域,是近年来的研究热点。水源涵养功能包涵广泛,水源涵养能力是针对不同区域特点和具体研究对象对水源涵养功能的量化评估。将水源涵养能力定义为一个区域的最大持水能力,与区域的气候、土壤、植被等因素有关,并且由区域持或蓄的水量应能够补给地表或地下水,为区域的工农业发展提供相对稳定的水源,讨论了区域水源涵养能力的组成和影响因素,分析了变化环境下气候条件和人类活动对水源涵养能力的影响。此外,水源涵养能力表征在干旱区和湿润区有所不同。基于上述观点,总结了水源涵养能力的评估方法及其适用条件与优缺点,并在此基础上,进一步讨论了水源涵养能力评估的研究方向,以期为生态水文学发展和环境治理提供科学参考。
黄河源弯曲河流的河段尺度横向冲淤特征研究
文杰, 李志威, 陈帮, 胡旭跃
当前状态:  doi: 10.12170/20211108001
[摘要](1) [HTML全文](0) [PDF 1544KB](0)
摘要:
弯道横向迁移是弯曲河流周期性演变的主要特征,也是横向冲淤的累积性结果。为认识弯曲河流年际时间尺度下的河岸迁移规律,2018—2020年在黄河源麦曲和兰木错曲河段开展了连续3年的无人机航测。通过影像后处理技术生成高精度地形,对河段尺度的河岸迁移和弯道冲淤特征进行探讨。结果表明:边滩的淤积外延驱动边滩-凹岸宽度的变化,所以弯道河宽变化值超过0.1B(B为河宽)的河段总是位于弯顶段。两个弯曲河段凹冲凸淤特征明显,凹岸侵蚀峰值与凸岸淤积峰值在弯道出口段呈对称分布。麦曲河段的凸岸边滩冲淤共存,但整体淤长,凹岸岸线的冲退宽度反映了河岸侵蚀状况。最后给出了黄河源弯曲河流横向协同冲淤过程的概念。
特高拱坝施工期谷幅变形演化规律
王文娟, 纪丁愈, 李云祯
当前状态:  doi: 10.12170/20210426001
[摘要](1) [HTML全文](0) [PDF 1507KB](1)
摘要:
跟踪分析高坝施工期谷幅变形,对确保高边坡稳定与大坝安全具有重要意义。基于某特高拱坝工程环境与地质结构,跟踪分析坝区两岸岩体变形监测数据,采用有限差分法,模拟分析谷幅变形演化规律,探讨了坝区施工期的谷幅变形演化规律与驱动因素。研究表明,坝后水垫塘谷幅变形规律表现为不同高程谷幅变化规律相似,收缩变形量与高程具有很好的正相关性,高程高的部位变形量相对较大;两岸均朝向河谷变形,与高程呈现正相关性,左岸变形速率略大于右岸;变形数值仿真结果与现场实测变形量值较接近。研究结果可为大坝后期正常蓄水提供参考依据。
近50年伊洛河流域径流演变归因分析
倪用鑫, 余钟波, 吕锡芝, 马力, 张秋芬, 王建伟
当前状态:  doi: 10.12170/20211026001
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 1218KB](1)
摘要:
流域尺度的径流变化反映了气候和人类活动的综合影响,然而目前伊洛河流域径流演变的量化归因尚不明晰。基于Budyko假设构建解析径流变化归因的模型,量化评估径流对各环境因素变化的敏感性系数,定量揭示各因素对径流变化的贡献。结果表明,1970—2018年间,伊洛河流域径流显著下降(α=0.05),且在1991年发生突变,突变后径流减少了46.43 mm(34.32%)。径流变化对降水、潜在蒸散发和下垫面参数的敏感性系数分别为0.42、−0.18和−78.36,即降水每增加1 mm将导致径流增加0.42 mm,潜在蒸散发量每增加1 mm将导致径流减少0.18 mm,下垫面参数每增加1个单位将导致径流减少78.36 mm。气候变化和人类活动对径流变化的贡献率分别为42.60%和56.36%,人类活动引起的下垫面变化是径流变化的主要原因,其中植被变化是下垫面变化的主导因素。研究结果可为流域径流演变归因和水资源管理规划提供理论支撑。
混凝土坝坝体渗漏水下修复处理及效果评价
李铮, 李宏恩, 张安富, 刘定忠
当前状态:  doi: 10.12170/20210202003
[摘要](24) [HTML全文](22) [PDF 1100KB](3)
摘要:
混凝土坝坝体渗漏会影响大坝的安全性和耐久性,以云南龙江水电站大坝坝体渗漏水下修复处理为背景,介绍其修复处理过程并对处理效果进行了评述。为探明坝体入渗点部位,首先采用温度测试法初步查找渗漏范围,再采取水下扩大检查的方式明确渗漏点具体位置。通过水下检查最终确定9#坝段832.00 m和816.00 m、10#坝段830.00 m和808.00 m层间缝混凝土存在质量缺陷,为坝体渗漏通道的主要入渗点。然后,采用水下处理的方式进行坝体修复,从源头对入渗点进行封堵,坝体经修复处理后,渗漏量由近年来最大值74.85 L/s降低至正常蓄水位下渗漏量仅6.04 L/s,处理效果较好。从坝体渗漏水下检查情况来看,层间缝是混凝土坝坝体渗漏的主要通道。层间缝是贯穿于坝体浇筑全过程的施工缝,应在施工过程中加强质量控制,以保证各层混凝土之间的充分结合。所采用的渗漏水下修复处理技术可有效解决坝体局部渗漏缺陷问题,可供类似工程借鉴。
考虑封闭气体影响的边坡稳定系数计算
何玲丽, 田东方
当前状态:  doi: 10.12170/20201209001
[摘要](12) [HTML全文](4) [PDF 1330KB](0)
摘要:
强降雨导致边坡封闭气体压力的产生,对边坡稳定产生不利影响。现有研究主要考虑封闭气体对入渗的影响,以及当边坡沿湿润锋面滑动时气压对稳定系数的影响。基于封闭气压理论和Green-Ampt模型,建立了同时考虑坡角和气压影响的边坡入渗模型;然后,基于Mohr-Coulomb强度准则和刚体极限平衡法,考虑气压对潜水面之下土体有效应力的降低效应,构建了无限边坡沿潜水面之下的直线滑面滑动时的稳定系数计算模型。最后,通过算例研究了气压力对边坡稳定系数的影响及当滑面位于不同位置时边坡稳定系数的变化规律。结果表明:气压力可显著降低边坡稳定系数;摩擦角越大、黏聚力、滑面深度和坡角越小时,气压力影响越大;降雨入渗过程中,边坡最危险滑面可能位于潜水面之下的直线滑面。
实现中国“双碳”目标 水利行业可以做什么
张建云, 周天涛, 金君良
当前状态:  doi: 10.12170/20210927006
[摘要](104) [HTML全文](53) [PDF 941KB](38)
摘要:
2020年9月中国国家主席习近平在第75届联合国大会代表中国政府郑重承诺,中国将力争于2030年前达到碳排放峰值,努力争取2060年前实现碳中和(简称“双碳”目标)。为什么要加快实现“双碳”目标?如何实现“双碳”目标?水利行业在实现“双碳”目标过程中可以做出什么贡献?文章对上述问题进行了深入论述。由于温室气体过度排放造成全球气候变暖,大气、海洋和陆地系统等均发生明显变化,对人类生存和自然系统可持续发展形成巨大挑战。受气候变化影响,中国在水安全、自然灾害防御、公共健康和粮食安全等方面受到严重挑战。水资源与气候变化紧密相关,应对气候变化,水利行业应该从加快水电开发、加强抽水蓄能建设、发展绿色小水电、开发利用地热资源等方面,为实现“双碳”目标做出贡献。
多次加-卸载条件下考虑颗粒破碎的钙质砂一维压缩特性研究
龙蛟, 顾琳琳, 王振, CHENGChen
当前状态:  doi: 10.12170/20210225002
[摘要](12) [HTML全文](3) [PDF 1507KB](1)
摘要:
南沙群岛附近海域钙质砂多为珊瑚礁碎屑,是一种未胶结的疏松松散颗粒聚集体,颗粒极易产生破碎。为研究钙质砂颗粒破碎特性对其压缩特性的影响,对钙质砂开展多次加-卸载条件下的一维压缩试验,采用相对破碎率为度量指标,评价钙质砂在多次加-卸载过程中颗粒破碎情况;根据试验数据得到反复加-卸载过程中砂样的塑性功,通过建立塑性功与相对破碎率的关系,探讨颗粒破碎对钙质砂一维压缩特性的影响。研究表明:颗粒破碎率随压力的增大而显著增大,颗粒破碎过程具有明显的应力历史依赖性,随着反复的加-卸载,颗粒破碎率的增幅越来越小;同时钙质砂的颗粒破碎率与塑性功呈幂函数关系,且随着塑性功的增加,颗粒破碎率的变化率逐渐减小。
1965—2013年中国用水量的时空演变
张之颖, 张辉, 章静, 缪丽娟
当前状态:  doi: 10.12170/20210428002
[摘要](23) [HTML全文](9) [PDF 2174KB](9)
摘要:
气候变暖、人口增加、经济增长过快共同加剧了我国水资源短缺问题。对我国大陆341个行政区综合运用BFAST趋势检验法和空间自相关分析法,探究了1965—2013年中国用水量的时空演变规律。结果表明:中国用水量不断增加,用水量趋势变化的突变点主要在1990年后,突变后增加与减少并存,导致中国用水量增速减小。中国用水量的分布存在空间集聚特征,基本以胡焕庸线为界,用水量的集聚度东高西低(新疆除外)。中国用水量的集聚区域在1985年前与灌溉用水量相对一致,集聚度高的地区分布在新疆和长三角区域;1995年后与工业用水量较为相近。工业和城乡用水量集聚度高的地区分布在东北、华北和南方,集聚度低的地区分布在西部,其中农村用水量分布的集聚效应最为明显。探究我国用水变化的时空特征可为水资源保护及用水效率的提升提供科学依据。
“踩脚印”工况下自升式钻井平台桩靴结构优化
贺林林, 杨柳, 冯楚杰, 梁越
当前状态:  doi: 10.12170/20201228001
[摘要](18) [HTML全文](6) [PDF 1992KB](2)
摘要:
为了降低自升式钻井平台在旧桩坑附近插桩时可能产生的工程风险,开展了一系列桩靴结构型式的优化研究和对比分析,提出六孔莲蓬形桩靴、平底桩靴、内凹形桩靴3种新型桩靴结构型式。首先借助CEL分析方法研究了上述桩靴结构在偏心距为0.5D的“踩脚印”贯入过程中桩靴-地基土体相互作用机制、受扰动土体的塑性变形水平范围及桩靴倾斜角和桩腿偏移距等与传统桩靴结构的差异,并采用有限元法及规范计算法对比分析了桩靴结构承载特性,最后评估了上述桩靴结构在成层土地基插桩过程中发生穿刺事故的风险。结果表明,相同“踩脚印”工况下,提出的3种新型桩靴结构产生的水平滑动力、桩腿顶部弯矩峰值相较于传统纺锤形桩靴结构降低值依次分别为32.59%、22.47%、28.18%和26.32%、12.88%、18.02%。可见,3种新型桩靴结构型式均能较好地降低桩靴“踩脚印”过程中产生的不利影响,其中六孔莲蓬形桩靴降低效果最好,内凹形桩靴次之,但后者结构型式更为简单,制作方便。其次,若考虑降低桩靴贯入对邻近导管架平台的影响,六孔莲蓬形桩靴结构因对周围土体扰动影响最小而效果最佳。若考虑桩靴在成层土或不连续贯入插桩作业时发生穿刺事故的可能性,当施加相同的稳定荷载并插桩到相同深度时,平底桩靴发生穿刺事故的可能性更小。
复杂边界条件下膨胀土的体变特性与抗压强度研究
李燕, 王斯海, 朱锐
当前状态:  doi: 10.12170/20210627001
[摘要](10) [HTML全文](2) [PDF 1520KB](3)
摘要:
季节性冻土地区的渠基土易受到现场复杂环境的影响,影响渠道安全运行。以北疆典型渠道为背景,开展湿干、冻融及其耦合循环条件下渠基膨胀土的体变特性和抗压强度试验研究,探讨不同循环边界条件、不同循环次数下渠基土的变形特征和强度特性。试验结果表明:在湿干循环过程中,试样的体积变幅在4次湿干循环后趋于恒定;在冻融循环过程中,试样的体积变幅随冻融循环次数的增长而逐渐减小;在耦合循环过程中,试样的体变特性受湿干效应和冻融效应的综合影响,发生“冻胀融沉”和“冻缩融胀”的临界饱和度约为70%,同时耦合循环中的湿干过程对试样在后续冻结、融化过程中的体变有一定的弱化作用。耦合循环条件下试样的抗压强度衰减最为显著,7次耦合循环后,试样的抗压强度降低了46.9%~59.1%。湿干循环和冻融循环条件下试样的抗压强度衰减程度则与饱和度相关。研究结果可为北疆膨胀土输水渠道的建设与维护提供参考。
基于Copula函数的大通站水沙特征分析
黄宇明, 缴健, 窦希萍, 郭海军, 丁磊
当前状态:  doi: 10.12170/20210408003
[摘要](7) [HTML全文](3) [PDF 2390KB](2)
摘要:
长江口受人类活动影响较为强烈,其水沙序列一致性遭到破坏。以大通站1965—2019年逐月径流量和来沙量资料为基础,采用滑动窗口算法结合Copula理论的方法,研究长江口来水来沙变化特征及丰枯一致性问题,并分析水沙联合分布模型边缘函数选取不确定性问题。计算结果表明:(1)受人类活动的影响,大通站水沙组合在1965—2019年间均呈减少趋势,并且在1979和2000年发生突变,水沙序列1965—1979和1980—2000阶段最优函数模型均为Clayton,2001—2019则为Frank;(2)大通水文站三个阶段水沙序列同步频率分别是84.52%,84.40%和83.20%,远大于丰枯异步频率,揭示了长江上游来水来沙条件具有较强的一致性。(3)本文中PE3-PE3边缘分布组合的95%置信区间小于PE3-GPD组合,说明采用PE3-PE3组合可以减少函数选取的不确定性。本研究通过探讨大通站来水来沙联合变化特征,为长江口水域水资源管理、河道整治等工作提供参考。
真空脱水工艺下的混凝土性能
欧阳幼玲, 傅勇明, 钱文勋, 陈迅捷, 陈思兴
当前状态:  doi: 10.12170/20210618001
[摘要](10) [HTML全文](5) [PDF 1073KB](1)
摘要:
为提高混凝土保护层的抗渗透性能并避免表面裂缝的产生,从而增加钢筋混凝土的耐久性,采用真空脱水工艺,通过宏观性能试验结合微观孔结构分析,研究了真空脱水混凝土的性能及其性能改善机理。试验结果表明:(1)真空脱水混凝土的配合比在设计范围内取较低的初始水胶比、采用较少的单位用水量和比非真空混凝土增加约20 %以上的适宜砂率,可以提高真空混凝土的真空脱水率和混凝土性能;(2)采用真空脱水后,混凝土28 d抗压强度的提高值随着水胶比的增大而增加;混凝土72 h抗冲磨强度的提高值随着水胶比的增大而减小,低水胶比混凝土的抗冲磨性能的提高效果尤为显著;(3)与非真空混凝土相比,真空混凝土的干缩变形减小,抗渗透性能显著提高。孔结构分析结果表明:真空脱水主要增加了混凝土中20~50 nm这一孔级的体积含量,混凝土总孔隙率明显降低、最可几孔径减小、临界孔径和平均孔径均明显减小,从而优化和细化了混凝土孔结构。真空脱水工艺可以作为提高钢筋混凝土保护层性能的有效措施,供设计和施工参考。
基于多孔介质土体分形特征的渗透系数研究
王宇, 谷艳昌, 王士军, 段祥宝
当前状态:  doi: 10.12170/20210629001
[摘要](8) [HTML全文](5) [PDF 1202KB](2)
摘要:
堤坝工程渗流计算中确定土体渗透系数尤为重要。利用分形维数不同尺度域,分析渗透破坏试验土样无标度区,指出土体颗粒比重和细颗粒含量是决定土体分形维数的主要因素。基于多孔介质毛管束模型,推导了渗透系数和孔隙率与分形维数之间分形关系解析式,阐释了多孔介质土体渗透系数影响因子包括分形系数、孔径大小、分形维数及流体黏滞系数。利用土体渗透破坏试验成果,进一步论证了渗透系数和孔隙率与分形维数之间非线性关系。结果表明:当分形维数大于2.83时,孔隙率随着分形维数增大而减小,但在颗粒吸着水和薄膜水形成的黏聚力影响下,渗透系数随着分形维数增大而减小的规律不明显。研究结果可为渗透破坏形成机制及发展过程提供理论依据,减少堤坝渗透破坏致灾隐患。
山东省极端气候指数变化特征研究
刘玄, 唐培军, 吴同帅, 冯忠伦, 刁艳芳, 王刚
当前状态:  doi: 10.12170/20210722001
[摘要](24) [HTML全文](7) [PDF 1316KB](3)
摘要:
为探究山东省极端气候指数的时空变化与特征,选取山东省1979—2020年95个气象站点的逐日气温和降水量实测数据,采用Mann-Kendall(M-K)检验方法和Sen斜率估计法计算时间变化特征,及Inverse Distance Weight(IDW)反距离权重法探究空间变化趋势。结果表明:(1)山东省境内低温极端气温指数(TN10p和FD0)呈下降趋势,下降速率分别为−0.48% d/(10 a)和−6.42 d/(10 a),高温极端气温指数(TX90p、TXx和SU25)呈上升趋势,上升速率分别为4.06 d/(10 a)、0.32 ℃/(10 a)和2.31 d/(10 a);其内陆区域和沿海区域极端气温指数表现出了与山东省整体较好的一致性,空间趋势不明显。(2)极端降水指数均呈上升趋势,沿海区域多大于内陆区域。降水强度指数(R95p、R99p和RX5day)呈显著增加趋势,增加速率分别为22.16 mm/(10 a)、10.83 mm/(10 a)和10.55 mm/(10 a),空间分布上,高值区域多分布在东部沿海区域和南部部分区域,可能会增加洪涝灾害风险。
变截面方形桥墩折冲效果数值模拟
闫杰超, 陈靖, 徐华, 贾恩实, 陆杨
当前状态:  doi: 10.12170/20210311001
[摘要](24) [HTML全文](13) [PDF 1610KB](2)
摘要:
为研究方形桥墩截面变化对局部冲刷特性的影响,通过建立了桥墩局部冲刷三维数学模型,对方墩前端不同伸出台阶宽度及相应倾斜坡度情况下的冲刷特性展开模拟研究。结果表明:相较于方墩,墩前伸出一定台阶宽度的结构形式具有较好的折冲效果,但其折冲效果并非随着伸出宽度的增加而增加,墩前伸出台阶宽度约在墩宽的2/3时折冲效果最优;同时,通过在伸出台阶宽度基础上增加倾斜坡面的截面优化处理,得出倾斜坡面高度在床面以上0.4 hh为水深)情况下,随着台阶伸出宽度的增加其折冲效果呈增加趋势,且具有比仅伸出台阶宽度的截面结构形式更优越的折冲效果,最大折冲率高达38 %。研究结果可为桥墩结构形式与抗冲防护的综合研究,尤其是大型桥墩基础结构的优化提供参考。
云水资源利用对北三河流域农田灌溉需水影响分析
田雪莹, 王高旭, 吴永祥, 吴巍, 刘涛
当前状态:  doi: 10.12170/20210727001
[摘要](11) [HTML全文](7) [PDF 1304KB](2)
摘要:
为探究不同降水频率、不同增雨情景下的农田灌溉用水差异,采用Penman-Monteith公式构建农田灌溉需水预测模型,研究北三河流域11个计算分区在95%、75%、50%等3种降水频率,及未增雨、增雨5%、增雨10%、增雨15%等4种情景下的灌溉需水变化。研究结果表明:北三河流域云水资源丰富且降水效率不高,故存在巨大的开发潜力;4—9月作物需水量较大;作物种植结构与种植面积影响农田灌溉需水量;北三河流域农田灌溉需水量夏季最多,春秋次之,冬季最少。分析得出,云水资源与农田灌溉结合应用同时优化作物种植结构,效益可观;枯水年、特枯水年夏季适宜对北三河全流域增雨,春秋两季适宜对河北潮白河山区、河北蓟运河山区、唐山平原区、天津平原区等局部地区增雨。云水资源的利用为灌溉用水提供了新的来源渠道,同时也为水资源的优化配置提供了新思路。
混凝土坝洪水漫顶生命风险评价
李宗樾, 余雷, 胡泽林, 程井
当前状态:  doi: 10.12170/20210402001
[摘要](11) [HTML全文](10) [PDF 1975KB](0)
摘要:
对混凝土大坝洪水漫顶的生命风险评价方法进行研究,以改进传统的评价方法。提出基于Copula函数和三点式变倍比放大法来随机生成年最大入库洪水过程线概率序列的峰量双变量分析方法,同时进行生命风险的评估;并对溃坝生命风险评价标准进行研究,以得出更符合我国大坝现状的生命风险评估标准。以贵州某水电站为例,对其加固后的洪水漫顶生命损失进行评估,依据风险标准进行生命损失风险评价,结果显示加固后的该水电站拱坝由于洪水漫顶对下游村镇造成生命损失的风险较小,属于社会可接受范围。混凝土坝洪水漫顶生命风险评价的方法考虑了洪水特征量间的相互关系,所得洪水发生概率更加贴合实际。
对水声定位滤波算法记忆衰减方式的改进
马建业, 郑东健
当前状态:  doi: 10.12170/20210326001
[摘要](17) [HTML全文](20) [PDF 1189KB](2)
摘要:
水下定位是自动化设备在水下建筑物安全监测工作过程中基础性、关键性的工作。滤波算法是水声定位算法的重要组成部分,有助于抑制噪声还原真实数据。衰减记忆滤波可以一定程度上处理由于模型不准确或模型变化以及舍入误差累积等因素所引起的滤波发散问题。记忆衰减方式对算法的性能影响很大,对水声定位中的扩展卡尔曼滤波算法的记忆衰减方式进行了改进,主要是在判断是否需要进行记忆衰减后,以观测值为标准进行记忆衰减。3种不同工况的水声定位仿真试验结果,验证了改进算法中记忆衰减方式的合理性和准确性;通过与现有记忆衰减算法仿真比较,改进算法可改善定位效果,提高连续定位精度。
并行电法探测水库坝肩渗漏
夏玉立, 江晓益, 谭磊
当前状态:  doi: 10.12170/20210314001
[摘要](31) [HTML全文](25) [PDF 1316KB](9)
摘要:
土石体混合结构是水库大坝防渗主体的重要形式,但散粒体填筑料之间及与相邻建筑物之间的结合部位常常是隐患的多发区域,其中水库大坝接触带渗漏表现得最为普遍且诊断难度较大。为探究并行电法在探测水库两坝肩岩土接触带及岩基部位渗漏的可行性,通过构建水库坝肩渗漏通道物理模型,利用并行电法的AM采集方式得到视电阻率及反演电阻率剖面图,并结合水库探测实例进行了应用分析。研究结果表明:并行电法技术采集数据反演后得到的图像能较好地反映出模型设置的渗漏通道位置,但因水库坝肩岩土体的异型结构,视电阻率剖面对坝肩低阻区反应灵敏度不高,反演电阻率剖面仍存在较高的体积效应。青山水库坝肩渗漏探测结果与钻探验证结果一致,这表明并行电法可为探查坝肩渗漏隐患提供新的技术手段。
海河流域旱涝急转事件的时空演变特征
杨艳娟, 陈跃浩, 陈思宁, 熊明明
当前状态:  doi: 10.12170/20210114001
[摘要](9) [HTML全文](7) [PDF 2174KB](2)
摘要:
研究海河流域旱涝急转的发生规律,可为海河流域防汛抗旱提供科学参考依据。利用海河流域159个气象站1961—2019年逐日降水资料,计算出标准化前期降水指数(SAPI),基于该指数根据旱涝等级标准和旱涝急转条件筛选出1961年以来的旱涝急转事件,分析海河流域旱涝急转频次和强度特征。结果表明:海河流域年平均旱涝急转频次为33次,基本上逐年代增加,最近10年平均值达37次。旱涝急转强度也呈上升趋势,2000年后增加至平均值以上,尤其是近10年呈现出跳跃式的增加,达到最大值。旱涝急转多发生在5、6月及9月中旬,盛夏期间发生的次数较少。旱涝急转强度呈单峰型分布,最大值出现在6月中旬到7月上旬,该时段对应的旱涝急转频次也较多,增加了洪涝灾害的风险。从空间分布来看,旱涝急转频次和强度在滦河河系南部地区、北三河系西部及徒骇马颊河中部等地区均为大值区,即这些地区旱涝急转出现频次高、强度大,因此,发生旱涝急转的风险较高。
混凝土梁四点弯曲试验的并发多尺度区域分解法模拟
邱莉婷, 马福恒, 沈振中, 张湛, 霍吉祥
当前状态:  doi: 10.12170/20210405001
[摘要](24) [HTML全文](13) [PDF 1583KB](0)
摘要:
损伤在准脆性混凝土材料的非线性力学特性中占有重要地位。但有限单元法计算采用局部损伤模型时存在网格敏感性和零能耗问题。同时,传统单一网格有限元模型难以对构件的线弹性区域和非线性区域进行区别处理,无法将有限的计算资源集中在重点关注区域。通过局部子区域预设高精度有限元网格和引入尺度间线性多点约束法,实现并发多尺度方法和整体有限元撕裂对接法的结合,采用隐式梯度损伤模型描述混凝土材料的非线性本构关系,运用双重组装并行直接求解法进行模型的大型线性方程组求解,完成了混凝土损伤失效分析的并发多尺度区域分解模型构建。将该模型用于混凝土单边切口梁的四点弯曲试验模拟,并对可能损伤的纯弯拉区域分别采用了3种不同尺寸的有限元网格计算。算例分析表明,模型合理可靠且不具网格敏感性,能够重现混凝土的损伤失效全过程,可为混凝土构件开展损伤失效全过程分析提供多尺度数值模拟技术支持。
混凝土重力坝-面板堆石坝复式结构型式研究
刘静, 陆希, 党发宁
当前状态:  doi: 10.12170/20210318001
[摘要](10) [HTML全文](5) [PDF 1096KB](1)
摘要:
针对目前特高面板堆石坝存在的面板挠曲变形大、面板缝易拉开、底部面板不能检修等突出问题,提出了一种适用于特高面板堆石坝的新型坝体结构型式——混凝土重力坝-面板堆石坝复式结构。重点分析了施工期、蓄水期及蓄水期发生地震时,新型复式结构混凝土重力坝的高度、上下游坡比、趾板布置等体型参数变化对大坝结构应力变形及面板挠度等指标的影响,为新型结构型式体型的选择提供参考。优选的新型复式结构型式与常规堆石坝结构的计算结果对比分析表明,复式结构除周边缝张开变位及施工期面板应力大于常规面板坝外,其他指标均占据优势,且周边缝张开变位完全在相应规范及止水结构允许变形范围内,并具有较高的安全裕度。新型挡水结构可缩短混凝土面板长度,改善面板受力状态,减少面板挠曲变形,并有效提升面板堆石坝坝踵及趾板部位的可维修性。
黄淮海流域实际蒸散发时空演变规律分析
杨晓甜, 张建云, 鲍振鑫, 王国庆, 管晓祥, 刘翠善, 金君良
当前状态:  doi: 10.12170/20210530002
[摘要](7) [HTML全文](9) [PDF 2291KB](1)
摘要:
蒸散发是气候系统能量循环和水分循环的关键要素,探究黄淮海流域实际蒸散发的演变规律及其影响因素对深入理解该区域水循环对气候变化的响应具有重要意义。基于1980—2018年黄淮海流域的GLEAM蒸散发产品数据、气象数据和NDVI数据,采用线性回归法、Mann-Kendall检验及相关性分析等方法,分析了实际蒸散发的时空演变规律及其影响因素。结果表明:GLEAM产品在黄淮海流域与参考值的验证结果精度较好,流域内多年平均实际蒸散发量为474 mm,呈显著上升趋势。实际蒸散发的空间变化范围是183~708 mm,空间差异显著,呈现从东南向西北方向递减的趋势,季节的空间分布与年际分布特征基本一致。实际蒸散发与NDVI均呈显著正相关关系,与降水和气温以正相关关系为主。黄淮海流域降水不显著增加,气温显著升高,NDVI增加是流域内实际蒸散发量显著上升的主要原因。
粗颗粒煤浆管道输送级配降级及其影响研究
赵利安, 王铁力
当前状态:  doi: 10.12170/20210805003
[摘要](22) [HTML全文](16) [PDF 971KB](0)
摘要:
针对粗颗粒煤浆输送中颗粒级配降级预测研究不足的问题,采用试验研究和理论分析法,给出了输送30、40、50和60 min时煤浆中各颗粒粒级的质量百分数、黏度和水力坡度值,提出用磨矿理论研究粗颗粒煤浆管道输煤过程的构想,在此基础上给出了破碎率函数和磨矿平衡方程的求解方法。研究结果表明,煤浆输送30和50 min时颗粒级配的预测值与实测值最大偏差不大于12.53%。随着粗煤浆体输送时间的延长,煤浆相对黏度逐渐增大,主要原因是由于2.0 mm以上粗颗粒的颗粒细化,增加了0.074 mm以下的细颗粒含量。颗粒级配降级导致水力坡度降低主要是由于粗颗粒细化导致沉降速度降低及与管道底部接触的粗颗粒有所减少的缘故。
常州市主城区畅流活水方案模拟比选及现场试验研究
穆守胜, 柳杨, 乌景秀, 范子武, 刘国庆, 谢忱
当前状态:  doi: 10.12170/20210416002
[摘要](7) [HTML全文](19) [PDF 1418KB](2)
摘要:
为了改善常州市主城区水环境,通过数值模拟计算、现场试验相结合的方法,开展畅流活水水环境提升方案研究。利用优质丰富的长江水作为引水水源,采用魏村枢纽和澡港水利枢纽引水,围绕新建工程大运河西枢纽及与四座活动堰工程的调度组合,设置了5组模拟方案,通过水动力数学模型,模拟各方案下城区内部河道流量分配情况,并结合现场试验论证了推荐的活水方案效果。结果表明:推荐方案形成了3级水位差、水位精准调控、流量合理分配的畅流活水格局,河网水环境改善显著,同时大部分水质指标在引水结束后16 d内都仍处于较好的状态,但部分河道的水质反弹明显。通过数学模型开展水动力调控是改善平原河网城市水环境的有效手段,但需要强化日常监测,根据水质变化情况合理确定活水周期,同时对部分水质异常点位开展污染源解析工作,保障河网水环境的长效久治。
铝酸盐水泥对粉煤灰基地聚合物性能影响探究
王亚民, 胡少伟, 范向前, 娄本星, 姚丽琴, 胡登兴
当前状态:  doi: 10.12170/20210104001
[摘要](16) [HTML全文](4) [PDF 2064KB](2)
摘要:
为探讨铝酸盐水泥对粉煤灰基地聚合物性能的影响规律,用掺量分别为0、2%、4%、8%和12%铝酸盐水泥代替粉煤灰,运用SEM、XRD、FTIR与TG等测试方法,对复掺铝酸盐水泥的地聚合物进行微观机理探究;开展流动度试验、凝结时间与抗压强度试验,对复掺铝酸盐水泥的地聚合物进行宏观性能分析。结果表明,当铝酸盐水泥掺量从0增长到12%的过程中,C-S-H凝胶含量从2.16%增长到8.10%,富铝凝胶含量从55.22%增长到74.60%,增大铝酸盐水泥掺量,流动度从22.4 cm降低到21.5 cm,初凝时间从622 min减小到106 min,终凝时间从740 min减小到125 min,抗压强度从27.7 MPa增长到70.78 MPa。因此,复掺铝酸盐水泥有利于生成更多的C-S-H凝胶和富铝凝胶,C-S-H凝胶具有更大的生成速率,降低了地聚合物工作性能,增大了地聚合物抗压强度,丰富了提高地聚合物性能的方法。
冰波运动特性及盖移质输冰能力研究
罗红春, 冀鸿兰, 牟献友, 郜国明, 张宝森
当前状态:  doi: 10.12170/20210315001
[摘要](4) [HTML全文](1) [PDF 1090KB](1)
摘要:
冰下盖移质冰颗粒集体运动时易形成一种特殊的冰情现象——冰波,其运动特性与冰塞形成、堆积演变及输冰能力密切相关。为探究冰波运动特性及盖移质输冰能力,借鉴泥沙输移理论,从理论层面建立了冰波运动的基本控制方程与盖移质输冰率方程,进一步推求了无量纲盖移质输冰强度(输冰能力)与水流强度的本构关系。结果表明:冰波形成需要一定的水力条件,冰波波高与背流面波长的变化与表征水流强度的弗劳德数Fr相关,同时也受水深、冰下阻力等因素的综合影响;建立的输冰率公式体现了输冰能力与水流条件的关系,且考虑了冰盖影响,优化了输冰能力的计算结果;总体上,输冰能力与水流强度呈复杂的函数关系,但水流强度仍是体现输冰能力的主要指标与便捷指标。研究结果可为寒区河流输冰能力的计算提供理论参考,同时可辅助揭示河流冰塞的形成机理。
植被对河道水流及岸滩形态演变影响研究进展
郝由之, 假冬冬, 张幸农, 吴磊, 陈长英
当前状态:  doi: 10.12170/20210309003
[摘要](24) [HTML全文](78) [PDF 900KB](1)
摘要:
植被作为河流系统重要的阻力因素,在河道形态演变方面发挥着至关重要的作用。植被地表结构改变了河道水流阻力、河床切应力、流速分布及水流紊动特性,植被根系促进了岸滩土体强度和稳定性的增强。从植被地表茎干结构对水流特性影响和植被地下根系加筋作用对岸滩稳固影响两个方面的研究进行了回顾和综述,并指出今后在植被水流研究方面,可进一步考虑植被枝、叶对水流特性的影响,加强对柔性植被变形、摆动引起的动边界问题的研究,以及全面考虑河道形态边界条件的影响,特别是含植被的分汊河道水流特性还需深入研究;在植被根系固土护岸方面,可同时考虑岸滩土体非均质性、河道水流对岸滩的侵蚀冲刷作用及水体渗流对岸滩土体力学特性的影响;在植被河道形态演变预测方面,可以综合考虑含植被的水动力学问题、土力学问题及其之间的互馈响应机制。
低活性矿渣内养护水泥砂浆自收缩与孔结构分析
杜玉会, 李双喜
当前状态:  doi: 10.12170/20210628001
[摘要](12) [HTML全文](12) [PDF 1862KB](0)
摘要:
采用预吸水饱和状态的低活性矿渣作为内养护材料部分替代砂,研究不同低活性矿渣掺量内养护砂浆的力学性能与自收缩变化规律,并通过MIP、SEM和XRD测试结果探讨了低活性矿渣内养护砂浆的微观机理。结果表明:不同低活性矿渣掺量砂浆试样在标准养护与密封养护条件下抗压强度发展规律相似,即随着低活性矿渣掺量的增加,砂浆早期强度下降幅度较大,但随着龄期的延长,砂浆后期强度降低幅度小于早期降低幅度;并且低活性矿渣能有效抑制浆体各阶段的自收缩,尤其在快速收缩阶段和短暂膨胀阶段作用最为明显;低活性矿渣内养护作用下,虽增加了浆体的孔隙率,但有效降低了平均孔径,改善了各类型孔的分布比例,细化孔隙结构;内养护作用使浆体水化产物C-S-H凝胶增多,Ca(OH)2被消耗,界面过渡区薄弱结构得到显著改善。
航道水沙要素移动测量技术研究综述
初秀民, 聂梓熠, 刘怀汉, 蒋仲廉
当前状态:  doi: 10.12170/20210223001
[摘要](13) [HTML全文](3) [PDF 1446KB](2)
摘要:
航道水沙要素具有强时变、非线性、随机性等特征,大范围时空数据的快速获取是航道运行观测的难点。随着传感器、物联网、移动计算等技术的发展,基于船载传感器的航道水沙要素观测技术已经成为当前航道测量领域的重要研究方向。介绍了水上水下一体化船载测量系统研究现状,综合波浪、水流、泥沙等要素移动观测技术需求,分析了船载航道水沙要素传感器信息处理技术原理与特点,综述了航道水沙信息多源图像处理智能方法研究成果,展望了航道水沙要素测量核心传感器、智能学习、实时计算等关键技术方法。研究表明:结合新一代人工智能技术、开发新型高分辨率的水沙观测传感器,研制集成船载传感器的航道水沙要素移动测量系统在原理与技术上具有可行性。
变化环境下的径流演变与影响研究:回顾与展望
徐宗学, 姜瑶
当前状态:  doi: 10.12170/20210105008
[摘要](11) [HTML全文](20) [PDF 802KB](4)
摘要:
气候变化和人类活动影响下的流域水循环过程发生了深刻的变化,认识和把握变化环境下的流域径流变化规律及演变机理成为当前水文科学研究领域的热点和难点问题。本文归纳和总结了近十几年来的相关研究成果,从流域径流演变特征识别、流域径流变化归因分析、变化环境下流域径流模拟、未来气候变化背景下的径流响应规律及其预估4个方面梳理了流域径流演变相关研究的主要内容、方法及其进展,并就当前研究中的难点和不足,提出今后在径流演变特征的认识、径流影响因素定量化、径流模拟及其不确定性度量等方面亟待深入开展相关研究工作。
永定河三家店以上流域径流减少归因分析
彭弢, 贾仰文, 牛存稳, 刘欢, KHUSoon-Thiam
当前状态:  doi: 10.12170/20210115002
[摘要](13) [HTML全文](3) [PDF 2050KB](1)
摘要:
20世纪70年代以来,永定河流域径流特征发生了巨大变化,下游常年处于断流状态。根据1956—1991年及2006—2018年永定河三家店以上流域各站的气象与水文数据,利用M-K检验和小波分析方法分析了永定河流域的气象要素及径流变化趋势,利用双累积曲线和基于Budyko假设的弹性系数法进行了径流减少归因分析,结果表明:①1956—2018年间永定河流域的降雨无明显增加或减少趋势,气温有显著上升趋势,蒸发能力略有下降,径流减少非常明显,达到99.9%置信水平。②永定河流域大部分站点的降雨和径流变化存在大概12或24 a的波动周期。③永定河10个水文站的降雨-径流双累积曲线均发生了2~4次较为明显的偏移,在20世纪的60年代中期、70年代初期、80年中期和90年代初期都发生了偏向径流的偏移,这表明在降雨量水平未发生明显变化的情况下,径流减少了。④永定河流域是强人类活动区域,弹性系数绝对值依次为:降水>下垫面参数>蒸发能力,人类活动对径流减少的平均贡献率约为95%。
长江经济带生态系统健康评估及时空变化特征
喻志强, 曹浩, 程卫帅, 王正勇
当前状态:  doi: 10.12170/20200519001
[摘要](31) [HTML全文](21) [PDF 1266KB](6)
摘要:
长江经济带生态系统的健康是支撑我国经济社会可持续发展的重要基础。基于“活力-组织力-恢复力-贡献力”评价指标体系,构建长江经济带生态系统健康评估模型,对2000年和2015年各县市的生态系统健康状况进行评估。结果表明:①长江经济带生态系统健康空间分异格局总体呈现北部高南部低、上游高下游低的特点,生态系统健康指数的高值区主要位于云南省,低值区主要位于安徽省和江苏省;②与2000年相比,2015年生态系统健康指数整体增加,局部降低,其中,生态系统健康指数下降的区域主要位于长三角沿海地区;③2015年长江经济带生态系统健康以四因子主导为主,四因子主导区占研究区县市总数的41.2%,且大部分四因子主导区是由原组织力-恢复力-贡献力主导区转化而来。总体而言,研究时段内长江经济带生态系统健康状况有所恢复,但在人类干扰较大的地区有所下降。
水压力环境中混凝土孔隙水压力变化规律研究
孙豹, 彭刚, 王乾峰, 梁辉
当前状态:  doi: 10.12170/20190322001
[摘要](399) [HTML全文](180) [PDF 764KB](11)
摘要:
为研究水压力环境中混凝土的孔隙水压力变化规律,进行了不同水压力作用下混凝土的孔隙水压力变化试验,基于试验数据,采用有限元软件ANSYS对不同水压力作用下混凝土的孔隙水压力变化进行瞬态反演数值模拟,并与试验结果进行对比分析。结果表明:在水压力作用下,混凝土的孔隙水压力变化特征可分为快速增加、缓慢增加和稳定等3个阶段,当混凝土在0.875 MPa的水压力作用下,混凝土的孔隙水压力达到与所施加水压力相等的值需要9 h以上。采用有限元软件ANSYS数值模拟得到混凝土的孔隙水压力变化规律与试验数据吻合较好。
封面
2021 年 6 期封面
2021, (6): -1-0.  
[摘要](25) [HTML全文](10) [PDF 9229KB](12)
摘要:
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2021 年 6 期目录
2021, (6): -1-0.  
[摘要](25) [HTML全文](11) [PDF 403KB](9)
摘要:
风暴潮对河口区影响专题
舟山本岛海域“烟花”台风风暴高潮位研究
黄世昌, 谢亚力, 严聿晗, 刘勇, 于普兵
2021, (6): 1-8.   doi: 10.12170/20210915002
[摘要](62) [HTML全文](9) [PDF 1452KB](16)
摘要:
近年来登陆或严重影响浙江的强台风频率上升,北移次数增多,对舟山本岛及邻近岛屿经济活动威胁越来越大,开展舟山本岛风暴高潮位研究十分必要。分析了"烟花"台风在舟山本岛造成的风暴高潮位分布,基于海区的实测潮位资料及构建的风暴潮模型计算的风暴高潮位,揭示了本次风暴高潮位总体东部低、西部高、中部局部低值区的特征,中部局部低值区与天文高潮位的分布有关。本岛海域“烟花”台风风暴高潮位差异可达0.5 m以上;“烟花”台风若在本岛天文大潮高潮位登陆,定海至岱山风暴高潮位会继续抬高0.1~0.4 m;若南移至大目涂位置且在高潮位登陆则会造成本岛周边更高的风暴高潮位,超过本次风暴高潮位0.2~0.8 m。应高度重视风暴潮高潮位的区域差异性和变化特征,进一步提高区域风暴潮灾害防御能力。。
基于遥感影像的1307号台风对杭州湾含沙量分布影响
刘勇, 黄君宝, 谢东风, 黄世昌, 应超, 李来武
2021, (6): 9-16.   doi: 10.12170/20210930001
[摘要](29) [HTML全文](1) [PDF 5925KB](9)
摘要:
水体中悬沙含量的变化对近岸海洋工程、港口航道疏浚等工程具有重要影响。浙江沿岸海区经常遭受不同程度台风的侵袭,台风经过后的一段时间内近岸海域水体中悬沙含量将发生明显改变。为定量研究台风对杭州湾含沙量分布的影响,选择2013年第7号台风“苏力”,结合逐时遥感影像和高精度含沙量反演算法,通过农历日期来确定正常天气下的代表日期,对比台风期间和正常天气下情况下杭州湾海域悬沙含量随潮汐变化情况。台风“苏力”登陆后,杭州湾海域含沙量整体呈增大趋势,杭州湾中部海域增幅在0.10~0.50 kg/m3,高平时刻和低平时刻附近表层含沙量增幅大于其他时刻。海水表层含沙量增大的原因主要是台风期间风应力增大产生的垂向混合及垂向剪切应力增强,将下层水体中的悬浮泥沙输运至表层。
“烟花”台风对钱塘江涌潮影响的数值模拟
汪求顺, 潘存鸿
2021, (6): 17-24.   doi: 10.12170/20210923005
[摘要](57) [HTML全文](17) [PDF 3316KB](10)
摘要:
2021年7月25日“烟花”台风登陆于浙江舟山,恰逢天文大潮期,对钱塘江涌潮产生了较大的影响。为研究该强台风对涌潮的影响,建立了台风暴潮作用下的涌潮数学模型,采用“烟花”台风登陆期实测数据进行数学模型的验证,模型较好地复演了台风登陆期潮位和涌潮的变化过程。拟定计算方案以分离台风的直接和间接影响,计算结果表明:受“烟花”台风登陆时的逆风影响,台风对盐官河段涌潮的直接影响明显较间接影响小。“烟花”台风登陆时盐官潮差为3.59 m,盐官—老盐仓的涌潮传播速度增加7.7%,一线潮和回头潮的潮头高度平均增加0.30和0.22 m。“烟花”台风使盐官一线潮和老盐仓回头潮的潮到时间分别提前62和65 min。
“烟花”台风影响下长江南通以下河段的增水分布特征
白一冰, 石景元, 路川藤, 张功瑾, 丁伟
2021, (6): 25-33.   doi: 10.12170/20210930003
[摘要](53) [HTML全文](28) [PDF 2989KB](7)
摘要:
为探讨台风对河口区域的影响,构建了覆盖中国东南沿海大范围数学模型,对2106号台风“烟花”产生的风暴潮进行了模拟,与实测气象及水位数据对比表明该模型可靠、合理。基于此模型,研究了“烟花”台风在长江口地区风暴潮增水的时空分布特征。研究表明,“烟花”台风期间,长江口区域整体表现为增水状态,最大增水大于0.5 m区域北至连云港、南至台州。南通以下河段最大增水值分布较均匀,均在1.5 m左右;上游区域增水幅度随潮汐过程呈规律波动,增水在涨潮中间时刻达到最大,于落潮中间时刻降至最低,至下游区域,波动规律逐渐消失;0.5 m以上增水历时从上游至下游逐渐减小。
不同风场数据集对台风期间海浪模拟的影响
李新文, 丁骏, 黄君宝, 员鹏, 谢东风
2021, (6): 34-42.   doi: 10.12170/20210928001
[摘要](43) [HTML全文](12) [PDF 8444KB](5)
摘要:
风场资料的精度和适用性对海浪的准确模拟至关重要。选取ERA5、CCMP和CFSv2等3个常用的风场数据集,以2106号“烟花”台风为例对比不同数据集在台风浪模拟方面的表现。结果表明,采用3个风场的模拟结果均很好地再现了台风期间海浪的增长和衰减过程,其中ERA5和CCMP风场计算的波高较为一致,而采用CFSv2风场的模拟结果明显大于另2个风场。选取4个外海浮标站,对比3个风场的模拟结果与实测波高的差异。统计发现,ERA5风场的模拟结果最优,CCMP风场的模拟结果次之,而CFSv2风场的模拟结果较实测值偏大。在过程最大波高的模拟精度方面,CCMP风场的模拟结果最优,ERA5风场的模拟结果在台州外站明显偏小,而CFSv2风场计算的4个浮标站的过程最大波高均高于实测值。
三门湾猫头深潭对“烟花”台风的冲淤响应
应超, 王乐乐, 黄世昌
2021, (6): 43-50.   doi: 10.12170/20210929003
[摘要](35) [HTML全文](6) [PDF 25755KB](6)
摘要:
极端台风天气下,台风浪可能会造成海湾泥沙大幅起悬,从而引起湾内深槽骤淤。以浙江中部三门湾为研究对象,建立波流共同作用下的泥沙冲淤数学模型,研究猫头深潭在台风“烟花”过境期间可能产生的泥沙骤淤风险。经验证,数学模型较好地复演了“烟花”台风过程中的风暴潮与台风浪过程。研究结果表明,在台风浪作用下,下洋涂南侧浅滩及猫头深潭南北侧浅滩的含沙量均有明显增加,局部可增加至无浪情况下的3倍以上,“烟花”台风使猫头深潭最大淤积达0.15 m。台风浪导致的含沙量增加是三门湾深潭骤淤的主要原因。
基于GWO-LSTM的丹江口水库入库径流预测
王立辉, 杨辉斌, 王银堂, 刘勇, 胡庆芳
2021, (6): 51-59.   doi: 10.12170/20201103002
[摘要](187) [HTML全文](74) [PDF 1720KB](19)
摘要:
入库径流预测对丹江口水库调度及水资源利用具有重要的指示意义。基于灰狼优化算法(GWO)构建不同的预测模型,开展丹江口水库月入库径流预测研究,并探讨网络结构超参数的选取及验证GWO全局遍历性、收敛快的特点。结果表明:灰狼优化的长短期记忆模型(GWO-LSTM)的预测精度和泛化性能优于灰狼优化的人工神经网络模型(GWO-BP)和逐步回归模型,其验证期的纳什效率系数平均达到0.969,整体趋势预测较好,峰值捕捉略有不足,可适用于丹江口水库月入库径流预测;模型超参数依据经验取值时,其预测结果不如GWO优化,验证期的纳什效率系数不足0.5,未达到可接受范围,而且带有一定的偶然性,建议选用具有全局优化特性的优化算法进行超参数选取;验证了GWO算法全局遍历性和收敛快的特点,平均在3次迭代后可达到收敛状态。
山区河流河床形态对推移质输沙率影响的试验研究
张利国, 程金香, 骆文广, 田荣洁
2021, (6): 60-67.   doi: 10.12170/20201208003
[摘要](49) [HTML全文](16) [PDF 1366KB](11)
摘要:
为探索山区卵砾石河流推移质运动受水流条件和河床形态的影响规律,开展了大比降浅水流动条件下卵砾石输移的室内水槽试验,获得了两组泥沙组成的19个流量条件下的水流、泥沙及河床三维地形场数据。结合室内水槽试验及文献中的天然河流输沙观测数据,分析了不同水沙输移阶段水流阻力、河床形态与推移质运动之间的关系。试验结果表明:河床阻力系数随着河床形态强度参数增大而增大,形态阻力与河床形态强度参数相关性更强。在泥沙补给充分阶段,推移质输沙率与床面阻力、形态阻力及河床形态强度参数均呈正相关关系;在泥沙补给不充分的水流冲刷阶段,推移质输沙率随河床形态强度参数增大而减小。
水垫塘动水冲击压力测压管灵敏性分析
沙海飞, 范丽丽, 李子祥, 徐佳怡
2021, (6): 68-72.   doi: 10.12170/20210803001
[摘要](26) [HTML全文](10) [PDF 1592KB](10)
摘要:
随着一批高水头、大流量高拱坝的建设,水垫塘合理布置便成为工程设计中的一项重大技术问题,而动水冲击压力是水垫塘的一个重要指标。测压管法是目前水工模型试验中常用的较经济的方法。为了评价测压管测量水垫塘动水冲击压力的灵敏性,采用三维紊流数值模拟方法,对不同的测压孔内径和测压管内径比值下的水垫塘动水冲击压力测量敏感性进行分析,并用模型试验进行验证。研究结果表明:测压孔内径和测压管内径的比值对动水冲击压力测量有较大的影响,区别于常规水工模型试验要求(测压孔内径应小于2 mm,测压管内径宜大于6 mm);建议测压孔内径和测压管内径的比应大于0.7且测压管内径宜大于6 mm,并对冲击核心区域用脉动压力传感器法结合测量。
漂流河段水动力数值模拟研究
张晔, 侯精明, 张玉蓉, 张兆安, 马勇勇, 毛拥政, 程汉鼎, 周伟
2021, (6): 73-79.   doi: 10.12170/20210120005
[摘要](45) [HTML全文](26) [PDF 11214KB](5)
摘要:
为了给水利枢纽下游河道整治规划提供技术支撑并提出漂流供水方案,采用二维全水动力模型,对水利枢纽下游河道整治前后不同泄水工况进行模拟。以三河口水利枢纽下游河道为例,河道两侧风景优美且暗礁险滩较少,河床高程为514~526 m,河床砂卵石层厚度5~10 m,为实施漂流项目提供了保证,结合上游水利枢纽调度运行情况,计算了各个泄水工况下不同断面的水力要素及相关统计信息,并根据计算结果提出河道整治及漂流供水方案。结果表明,该二维水动力模型能高效高精度对水利枢纽下游河道进行不同泄水工况下的模拟,为河道水上娱乐设施规划提供了有效的技术支撑,并从节约水资源及减少工程施工量的角度建议对河道进行6 m疏浚,在此工况下上游水利枢纽仅需泄水4 m3/s,此时河床断面最大水深最小值为0.50 m,断面水面最小宽度为4 m,断面最小流速为1.02 m/s。
非淹没刚性挺水植被对弯道水流特性的影响
赵瑜琪, 彭清娥, 史学伟, 杨克君
2021, (6): 80-88.   doi: 10.12170/20200829002
[摘要](26) [HTML全文](5) [PDF 4032KB](9)
摘要:
广泛分布于天然河道浅滩的植被能够改变河流局部的水力特性和泥沙运移过程,为了解植被对弯道水流特性的影响,针对特定流量下凸岸侧含有刚性挺水植被的弯道,对植被密度、位置不同时水流特性的沿程分布规律开展试验探究。通过建立弯道水流概化模型,利用ADV采集三维流速数据,对比无植被和有植被(植被密度分别为0、2.2%和4.5%)条件下的流速分布,定性分析不同工况下植被对弯道水流紊动特性的作用,确定弯道环流的结构及强度。结果表明,凸岸侧植被的存在(在0°~90°弯段,1/4河宽区间内均匀分布)能有效削弱弯道环流强度,但对凸岸区的消减效果并不随植被密度的增大而加强。非植被区上下不同流向水层的分界点位置随植被密度变化而变化,且植被分布对弯道各断面不同水深处的环流结构也有影响。
基于鱼类集群及上溯通道分析的鱼道进口位置论证
文典, 李洪泽, 王晓刚, 黄涌增, 祝龙
2021, (6): 89-96.   doi: 10.12170/20210808001
[摘要](26) [HTML全文](13) [PDF 1907KB](3)
摘要:
为确保大渡河龚嘴水电站鱼道能够成功过鱼,基于龚嘴水电站坝下河段鱼类集群分布的水声学观测结果,结合研究河段水流条件,分析鱼类集群分布特征,并根据主要过鱼对象关于水力学因子的适宜性特征,提取坝下河段鱼类主要上溯通道,论证龚嘴水电站鱼道进口布置方案。结果表明:坝下河段鱼类垂向分布范围为1.15~11.62 m,主要分布在中下层水域;鱼群主要集中在河段中上游区域;鱼类上溯通道分布于靠近两侧河岸的水域,流速为0.1~1.2 m/s;在北纬29.290°~29.292°范围内,存在横跨整个河宽的鱼类集中分布区域,说明该区域内流场条件能够较好地满足河段过鱼对象的上溯需求。本研究从鱼类集群及上溯通道分布两个方面对鱼道进口布置进行论证,提出较合理的鱼道进鱼口位置,研究结果可为其他水电站鱼道进口布置提供参考。
我国水库大坝安全监测现状深度剖析与对策研究
江超, 肖传成
2021, (6): 97-102.   doi: 10.12170/20210301001
[摘要](67) [HTML全文](31) [PDF 748KB](38)
摘要:
当前我国水库大坝安全监测工作存在监测项目不完善、施工安装不规范、运行管护能力不足等问题,导致部分安全监测系统建成后不能正常运行,造成建设资金浪费甚至影响大坝安全管理工作。结合全国水库大坝安全监测系统建设与运行现状调研成果及工作经历,系统梳理大坝安全监测在规划、设计、审查、招标、施工、验收及运行管理等环节存在的一系列问题,并深度剖析水库大坝安全监测现状原因。针对性提出了改进水库大坝安全监测工作的对策和建议,包括提高对大坝安全监测工作重要性的认识,加大安全监测培训力度,研究出台大坝安全监测管理办法,组建大坝安全监测专家库,加强大坝安全监测专项督查,建设期间引入安全监测仪器检测与第三方鉴定环节等。本研究对促进我国水库大坝安全监测水平提升具有一定的指导意义。
水工程安全监测智能化面临的挑战、目标与实现路径
卢正超, 杨宁, 韦耀国, 黎利兵, 聂鼎, 姜云辉
2021, (6): 103-110.   doi: 10.12170/20201210003
[摘要](35) [HTML全文](15) [PDF 928KB](19)
摘要:
近年来我国的水利信息化已取得长足进步,智慧水利建设即将步入高潮,但各应用系统的具体建设目标、标准与技术路线等仍在探索中。水工程安全监测智能化是智慧水利的重要组成部分,其现实目标的边界取决于人工智能技术的成熟度。考虑到人工智能技术的现状并基于数十年大坝安全监测实践的经验,系统分析了水工程安全监测智能化面临的挑战,提出了水工程安全监测智能化的“三度”理念,合理的近期目标及“四化”路线。首先,需要从哲学的高度来把握 “应该做什么”和“能够做什么”,从理性的角度即技术、经济、安全诸方面来衡量其合理的范围和程度,并自始至终秉承真诚的态度将其做好做实。其次,水工程安全监测智能化应聚焦于工程风险与结构抗力及安全相关信息的需求与有效供给两大矛盾,智能化的标准是对工程既有缺陷隐患看得见、说得清,未来安全风险想得透、管得住。第三,在监测自动化的基础上实现全信息化、可视化和模型化,是超越常规信息化、实现水工程安全监测智能化的关键。贯彻落实好这些理念,将为智慧水利的成功实施打下坚实的基础。
基于Unity3D的水库大坝巡视检查培训系统
葛从兵, 陈剑, 严吉皞
2021, (6): 111-115.   doi: 10.12170/20201117003
[摘要](31) [HTML全文](4) [PDF 902KB](6)
摘要:
针对水库大坝巡视检查网络培训需求,研究严肃游戏,提出水库大坝巡视检查培训系统架构,探讨大坝BIM建模、巡检点和缺陷三维建模、水库枢纽场景仿真等关键技术,分析水库大坝巡视检查要求、方法、设备、内容,研发了基于Unity3D的水库大坝巡视检查培训系统。水库大坝巡视检查培训系统由数据层、模型层和应用层组成,具有巡视检查知识、巡视检查训练、巡视检查考核和系统管理等功能。水库大坝巡视检查培训系统解决了传统培训方式中覆盖面窄、成本高、时间长等问题,可用于水库管理人员的培训,特别是没有监测设施或监测设施损坏的中小型水库管理人员的培训,促进水库大坝巡视检查工作规范化,提高水库管理人员巡视检查能力,保障水库大坝安全运行。
基于DPSO-ANFIS的大坝变形预测模型
马广臣, 杨杰, 程琳, 宋锦焘
2021, (6): 116-123.   doi: 10.12170/20201213001
[摘要](57) [HTML全文](6) [PDF 1175KB](6)
摘要:
变形预测模型是大坝结构安全性态分析的关键技术支撑。针对现有大坝变形预测模型在精确度、泛化性等方面的不足,将自适应模糊神经网络引入到大坝变形预测模型中,利用动态权重粒子群算法对自适应模糊神经网络中模糊层的适应度值进行参数寻优,形成可以寻找最优适应度值的自适应模糊神经网络,进而建立基于DPSO-ANFIS的大坝变形预测模型。根据大坝原型监测数据,代入训练好的模型得到输出值,并将其与实际监测数据进行对比分析。工程实例应用表明,基于DPSO-ANFIS的大坝变形预测模型输出值与实测值偏差最大为0.0516 mm,均方根误差为0.0351 mm,平均绝对误差为0.0320 mm,各项指标精度均优于基于PSO-ANFIS、ANFIS和BP神经网络的大坝变形预测模型。针对不同位置测点、预测时间段,基于DPSO-ANFIS的大坝变形预测模型输出值接近实测值,预测趋势符合真实值走向,整体预测性能稳定。该模型具有较高的精确度、良好的泛化性与可靠的稳定性,工程实用综合性能较优。
考虑损伤的软弱夹层剪切流变模型及程序实现
祝鑫, 胡斌, 李京, 崔凯, 魏二剑, 刘杨
2021, (6): 124-132.   doi: 10.12170/20201228002
[摘要](35) [HTML全文](37) [PDF 1198KB](1)
摘要:
自然界中岩体破坏的主要形式是沿着滑面的剪切破坏,且主要表现为剪切流变损伤特征。根据软弱夹层不同剪切应力水平下的试验数据分析,引入可以表征其流变过程中参数损伤的变量D,提出了一个基于D的可以反映软弱夹层加速流变特性的黏弹塑性非线性流变模型,与伯格斯模型串联构成了一个能全面反映3个流变阶段的新的软弱夹层剪切流变损伤模型。基于FLAC3D使用C++语言对该流变损伤模型进行了二次开发,与室内流变试验进行了对比验证。结果表明:(1)每级剪应力下,其瞬时应变均较为接近,且经过相同时间的应力加载后,无论是稳定后的应变值还是加速阶段的应变值也均较为接近。(2)数值模拟试验中,当施加的剪切荷载未达到屈服应力时,其减速阶段历时较室内试验的历时短,即更快地达到稳定流变阶段;而当施加的剪切荷载超过屈服应力阈值时,其加速流变阶段位移变化速率大于室内试验的,且最终的位移比室内试验位移稍大。
PCCP管内环向预应力碳纤维板加固数值分析
吕康伟, 鲁文妍, 刘海祥, 柯敏勇, 许珉凡
2021, (6): 133-141.   doi: 10.12170/20210112001
[摘要](67) [HTML全文](12) [PDF 1629KB](13)
摘要:
为充分发挥碳纤维板(CFRP)的抗拉性能,提升断丝预应力钢筒混凝土管(PCCP)的承载能力,提出了管内环向预应力碳纤维板加固方法。研究分析CFRP和混凝土的环向应力,得出拉梅公式的力学模型计算结果与有限元计算结果基本相符,两者结果最大仅相差9.3%。PCCP钢丝断丝率相同情况下,对不同断丝分布进行了计算研究,断丝率相同情况下断丝在同一位置时最不利。断丝发生时,在断丝处从管内到管外的混凝土损伤由小变大。重点对断丝率为10%时预应力CFRP加固前后性能进行了比较。结果表明:正常工作水压下,断丝处PCCP混凝土、钢筒的应力应变显著减小,说明CFRP起到了很好的加固效果;断丝率越高,在混凝土内壁没有损坏前,CFRP的作用越大。管内环向预应力碳纤维板加固方法还具有施工周期短、环境影响小、非开挖、易操作的特点,对实际PCCP应急修复具有很好的参考价值。
考虑转动阻抗作用的砂土模拟直剪试验
王壮, 段志波, 廖新超, 刘一鸣
2021, (6): 142-151.   doi: 10.12170/20210124001
[摘要](19) [HTML全文](5) [PDF 2548KB](8)
摘要:
基于离散单元法进行一系列砂土直剪数值模拟试验,探究存在转动阻抗作用时颗粒抗转能力与砂土相互作用间宏细观力学的内在联系。通过抗转动线性接触模型模拟砂颗粒间的接触本构关系,得出的宏观应力-应变特性、强度指标和剪切带变形规律与前人研究相类似,验证了砂土直剪数值模拟试验的可行性。细观层面,试样内平均力学配位数及强接触比例均随着抗转动系数的增大而减小。结合玫瑰图、偏组构和第二不变量表征的张量研究各向异性的演化规律发现:在剪切过程中,法向接触力和切向接触力的各向异性均随抗转动系数的增大而增大,其中强接触偏组构均大于整体接触偏组构,法向接触力张量均大于组构张量且与宏观抗剪强度变化规律具有一致性,这表明转动阻抗主要通过增大颗粒间强接触力的数值及其组构的各向异性程度提高抗剪强度,法向接触力各向异性对抗剪强度具有关键作用。
南京水利科学研究院获奖成果介绍
南京水利科学研究院胡亚安正高级工程师当选中国工程院院士
2021, (6): 152-152.  
[摘要](49) [HTML全文](15) [PDF 0KB](13)
摘要:
港珠澳大桥桥墩浮拖运输方案分析
秦尧, 唐友刚, 刘成义, 刘浩宇, 别社安
[摘要](1065) [PDF 1145KB](7919)
摘要:
根据港珠澳大桥桥墩结构质量和尺度巨大的特点,提出了合理的装船运输方案.采用水动力分析软件,建立桥墩的三维质量模型、桥墩主体与半潜驳船的驳运联合体模型.基于势流理论计算船体受到的波浪荷载,分析联合体在海上拖航过程中的稳定性、运动响应,检验桥墩浮拖过程的稳定性.计算结果表明:不采用加固措施,横浪条件下桥墩的稳定性难以满足,浪向角不大于45°时满足拖航要求;采用侧向支墩及钢丝绳对桥墩局部加固,桥墩在所有浪向条件下均满足稳定性要求.
利用PLAXIS软件计算考虑降雨的边坡稳定性
孔郁斐, 周梦佳, 宋二祥, 杨军, 张龙英, 施洪刚, 刘剑
[摘要](3529) [PDF 1143KB](2857)
摘要:
降雨条件下的边坡稳定性分析,需要同时考虑水的渗流与边坡内力进行耦合计算。非饱和土的特殊性质增加了计算难度,其渗透性、强度都会随含水量的变化而变化。介绍了非饱和土的有效应力原理,并比较了PLAXIS 和Geo-Studio两款软件使用的有效应力原理和破坏准则的异同。PLAXIS软件中用有限元法计算非饱和土的渗流问题,利用简化的Bishop有效应力公式进行固结、变形及边坡稳定性计算,土体本构关系根据需要选用;Geo-Studio软件中也使用有限元法计算非饱和渗流,但其边坡安全系数计算方法为极限平衡法,强度准则为Fredlund双变量理论。最后结合算例详细介绍了PLAXIS软件中进行非饱和土边坡计算的建模方法。算例显示,PLAXIS软件中建立的计算模型可以准确反映降雨过程中边坡安全系数的变化规律。今后的工程设计中,可以考虑使用这一软件进行非饱和土边坡设计计算。

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