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RSS2008年 第4期
2008, (4).
摘要:
长江口是我国最大的河口,风暴潮是本地区最严重的自然灾害之一.本文分析了本地区风暴潮发生的特点,建立了中尺度气象模式驱动下长江感潮河段河口海岸风暴潮预报数学模型,分析了风暴潮与长江河口动力的相互作用.结果表明,长江河口地区受风暴潮作用特别明显,河口风暴潮最大增水在江阴与徐六泾之间,其位置受上游径流和河口潮汐的影响而摆动;并指出了长江口天文潮、风暴潮与长江洪水作用的一般规律,预测了长江口风暴潮作用下的洪水位.
长江口是我国最大的河口,风暴潮是本地区最严重的自然灾害之一.本文分析了本地区风暴潮发生的特点,建立了中尺度气象模式驱动下长江感潮河段河口海岸风暴潮预报数学模型,分析了风暴潮与长江河口动力的相互作用.结果表明,长江河口地区受风暴潮作用特别明显,河口风暴潮最大增水在江阴与徐六泾之间,其位置受上游径流和河口潮汐的影响而摆动;并指出了长江口天文潮、风暴潮与长江洪水作用的一般规律,预测了长江口风暴潮作用下的洪水位.
2008, (4).
摘要:
自1998年起,(JTJ290-98)就采用了基于可靠度的设计方法,提高了我国重力式码头的设计水平.为进一步推动可靠度理论的应用,新修订的附录D给出了重力式码头抗滑、抗倾稳定性按可靠指标的设计方法.本文介绍了相关的专题研究和编制的可视化计算程序.并利用该程序对我国已建的十几座码头进行了稳定性可靠度分析,计算得到的可靠指标具有一定规律性.
自1998年起,(JTJ290-98)就采用了基于可靠度的设计方法,提高了我国重力式码头的设计水平.为进一步推动可靠度理论的应用,新修订的附录D给出了重力式码头抗滑、抗倾稳定性按可靠指标的设计方法.本文介绍了相关的专题研究和编制的可视化计算程序.并利用该程序对我国已建的十几座码头进行了稳定性可靠度分析,计算得到的可靠指标具有一定规律性.
2008, (4).
摘要:
氯离子扩散系数是表征氯离子侵入混凝土内部速率的重要参数.基于混凝土在长期服役过程中内部毛细孔结构的演化结果和电化学理论,推导了介质在真实溶液中的扩散方程.理论计算结果表明,混凝土内部氯离子扩散系数随深度的增加而增大.对工程现场混凝土内部氯离子的浓度进行取样检测,计算得出不同深度氯离子扩散系数的变化规律,与现场检测结果变化规律一致.
氯离子扩散系数是表征氯离子侵入混凝土内部速率的重要参数.基于混凝土在长期服役过程中内部毛细孔结构的演化结果和电化学理论,推导了介质在真实溶液中的扩散方程.理论计算结果表明,混凝土内部氯离子扩散系数随深度的增加而增大.对工程现场混凝土内部氯离子的浓度进行取样检测,计算得出不同深度氯离子扩散系数的变化规律,与现场检测结果变化规律一致.
2008, (4).
摘要:
Info Works RS和FloodWorks软件是英国Wallingford软件公司开发的用于实时洪水预报、预警和水资源管理软件.软件包含有关河道、漫滩、堤防以及水工建筑所有的水力学模拟计算,同时也提供了基于事件和概念性水文模型的流域降水-径流模拟,如溶雪模型、降雨径流模型、汇流模型等.软件具有图形化操作及动态显示运行结果等先进管理理念与附属工具,通过地理平面视图、剖面视图、总断面、表格及逐时变化图表等进行所有模型数据的交互,与Maplnfo Professional和ArcView GIS无缝连接,可容易地将GIS软件生成的地理数据转化为Infowork8 RS和FloodWorks模型数据.本文详细介绍了软件功能及实时洪水预报配置.通过山西省汾河水库实时洪水预报系统的应用,说明了预报点、模型点的配置;河道断面、旁侧人流点和上、下游边界点的配置及预报方案的构建.最后综述了该软件的优点及有待改进之处.
Info Works RS和FloodWorks软件是英国Wallingford软件公司开发的用于实时洪水预报、预警和水资源管理软件.软件包含有关河道、漫滩、堤防以及水工建筑所有的水力学模拟计算,同时也提供了基于事件和概念性水文模型的流域降水-径流模拟,如溶雪模型、降雨径流模型、汇流模型等.软件具有图形化操作及动态显示运行结果等先进管理理念与附属工具,通过地理平面视图、剖面视图、总断面、表格及逐时变化图表等进行所有模型数据的交互,与Maplnfo Professional和ArcView GIS无缝连接,可容易地将GIS软件生成的地理数据转化为Infowork8 RS和FloodWorks模型数据.本文详细介绍了软件功能及实时洪水预报配置.通过山西省汾河水库实时洪水预报系统的应用,说明了预报点、模型点的配置;河道断面、旁侧人流点和上、下游边界点的配置及预报方案的构建.最后综述了该软件的优点及有待改进之处.
2008, (4).
摘要:
结合靠船桩工作特点,提出了考虑内外阻尼效应的靠船桩动力理论分析方法,并采用数值分析手段,分析了动力荷载作用下混凝土强度、初始预应力及荷载作用位置对预应力混凝土靠船桩变形、抗裂性能的影响.结果表明,高强度混凝土靠船桩受预应力水平影响大,但当高初始预应力与低荷载作用位置组合时,混凝土等级变化对靠船桩极限变形能力影响较小;预应力混凝土靠船桩开裂荷载与荷载作用位置关系密切,当荷载作用位置较高时,桩身开裂后很快就丧失承载能力而发生破坏;初始预应力水平对低强度混凝土(C50)靠船桩的极限变形能力影响小,而对等级较高混凝土(C60、C70)靠船桩极限变形能力影响较大.
结合靠船桩工作特点,提出了考虑内外阻尼效应的靠船桩动力理论分析方法,并采用数值分析手段,分析了动力荷载作用下混凝土强度、初始预应力及荷载作用位置对预应力混凝土靠船桩变形、抗裂性能的影响.结果表明,高强度混凝土靠船桩受预应力水平影响大,但当高初始预应力与低荷载作用位置组合时,混凝土等级变化对靠船桩极限变形能力影响较小;预应力混凝土靠船桩开裂荷载与荷载作用位置关系密切,当荷载作用位置较高时,桩身开裂后很快就丧失承载能力而发生破坏;初始预应力水平对低强度混凝土(C50)靠船桩的极限变形能力影响小,而对等级较高混凝土(C60、C70)靠船桩极限变形能力影响较大.
2008, (4).
摘要:
宝钢马迹山港扩建卸船码头涨潮时水流与码头前沿存在20°左右夹角.对船舶靠泊有较大影响.通过物理模型试验,比较分析了多个方案的整治效果,结果表明,设置一定长度的导流堤可有效改善扩建卸船码头前水流流态,并推荐东导流堤150 m方案.推荐方案实施后,现场水文测量资料分析表明,工程实施后的水流流态与模型试验结果完全一致,明显改善了扩建卸船码头前沿的水流条件,涨潮时水流与码头前沿夹角平均为5°～10°,基本归顺了码头前沿水流.
宝钢马迹山港扩建卸船码头涨潮时水流与码头前沿存在20°左右夹角.对船舶靠泊有较大影响.通过物理模型试验,比较分析了多个方案的整治效果,结果表明,设置一定长度的导流堤可有效改善扩建卸船码头前水流流态,并推荐东导流堤150 m方案.推荐方案实施后,现场水文测量资料分析表明,工程实施后的水流流态与模型试验结果完全一致,明显改善了扩建卸船码头前沿的水流条件,涨潮时水流与码头前沿夹角平均为5°～10°,基本归顺了码头前沿水流.
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摘要:
用化学反应速率描述浇筑温度对混凝土绝热温升的影响,研究混凝土连续墙模型在不同浇筑温度和不同边界(热交换边界和绝热边界)条件下中心点的温升过程.应用基于等效时间的非线性热传导方程,对龙滩碾压混凝土重力坝温度场进行仿真分析,并与传统理论计算结果比较.研究表明:(1)浇筑温度对混凝土最高温升和绝热温升过程有显著影响;(2)采用等效时间理论的温度计算结果比传统理论结果平均增加6.7%;(3)坝体浇筑时的外界气温影响坝体内部最高温度场,夏季浇筑混凝土须采取适当的温控措施.
用化学反应速率描述浇筑温度对混凝土绝热温升的影响,研究混凝土连续墙模型在不同浇筑温度和不同边界(热交换边界和绝热边界)条件下中心点的温升过程.应用基于等效时间的非线性热传导方程,对龙滩碾压混凝土重力坝温度场进行仿真分析,并与传统理论计算结果比较.研究表明:(1)浇筑温度对混凝土最高温升和绝热温升过程有显著影响;(2)采用等效时间理论的温度计算结果比传统理论结果平均增加6.7%;(3)坝体浇筑时的外界气温影响坝体内部最高温度场,夏季浇筑混凝土须采取适当的温控措施.
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摘要:
为探索粗水泥用于提高碾压混凝土(RCC)抗裂性的可行性,首先要研究水泥比表面积对RCC力学性能的影响.测试了5种比表面积(258～413 m2/kg)的P·I水泥胶砂强度等物理性能,分析了这5种水泥配制的三级配RCC力学性能及极限拉伸值的差异.结果表明,比表面积为258 m2/kg的粗P·I水泥仍满足42.5水泥强度要求;RCC抗压强度、轴心抗拉强度基本不随水泥比表面积的变化而变化;粗水泥配制的RCC的28 d抗拉弹模较低且极限拉伸值较大,90 d、180 d的抗压强度增长率、轴心抗拉强度增长率及抗拉弹模增长率均较大,说明粗水泥有助于提高RCC的抗裂性能.
为探索粗水泥用于提高碾压混凝土(RCC)抗裂性的可行性,首先要研究水泥比表面积对RCC力学性能的影响.测试了5种比表面积(258～413 m2/kg)的P·I水泥胶砂强度等物理性能,分析了这5种水泥配制的三级配RCC力学性能及极限拉伸值的差异.结果表明,比表面积为258 m2/kg的粗P·I水泥仍满足42.5水泥强度要求;RCC抗压强度、轴心抗拉强度基本不随水泥比表面积的变化而变化;粗水泥配制的RCC的28 d抗拉弹模较低且极限拉伸值较大,90 d、180 d的抗压强度增长率、轴心抗拉强度增长率及抗拉弹模增长率均较大,说明粗水泥有助于提高RCC的抗裂性能.
2008, (4).
摘要:
考虑温度历史的大坝混凝土强度发展与标准养护方式下区别显著,在混凝土配合比设计中需考虑该影响.本文采用温度匹配养护方式模拟典型的大坝混凝土内部温度历史,研究大坝混凝土的强度发展.结果表明,对于粉煤灰掺量为35%～50%的大坝混凝土,采用温度匹配养护在7～90 d龄期内抗压强度较标准养护可提高18%～48%;较多粉煤灰掺量和较大水胶比的混凝土对养护温度更为敏感,采用温度匹配养护方式能更合理体现大坝内部混凝土实际的强度发展.
考虑温度历史的大坝混凝土强度发展与标准养护方式下区别显著,在混凝土配合比设计中需考虑该影响.本文采用温度匹配养护方式模拟典型的大坝混凝土内部温度历史,研究大坝混凝土的强度发展.结果表明,对于粉煤灰掺量为35%～50%的大坝混凝土,采用温度匹配养护在7～90 d龄期内抗压强度较标准养护可提高18%～48%;较多粉煤灰掺量和较大水胶比的混凝土对养护温度更为敏感,采用温度匹配养护方式能更合理体现大坝内部混凝土实际的强度发展.
2008, (4).
摘要:
建立了流固耦合(FSI)系统的位移一压力(ui,p)有限元格式,给出流固耦合系统的动力特性方程;并基于FSI系统的(ui,P)格式建立槽体-水体-槽墩-基础-地基系统的力学模型,采用非对称模态提取法求解了4种水深下渡槽的动力特性,计算了4种水深、2种强震作用下大型渡槽的动力响应,得到了不同水深、不同激励下渡槽结构动力特性和动力响应的变化规律.计算结果表明,基于FSI的(ui,p)格式,考虑了槽体与水体的相互作用,简化了计算模型,提高了计算精度.
建立了流固耦合(FSI)系统的位移一压力(ui,p)有限元格式,给出流固耦合系统的动力特性方程;并基于FSI系统的(ui,P)格式建立槽体-水体-槽墩-基础-地基系统的力学模型,采用非对称模态提取法求解了4种水深下渡槽的动力特性,计算了4种水深、2种强震作用下大型渡槽的动力响应,得到了不同水深、不同激励下渡槽结构动力特性和动力响应的变化规律.计算结果表明,基于FSI的(ui,p)格式,考虑了槽体与水体的相互作用,简化了计算模型,提高了计算精度.
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摘要:
溃坝洪水风险图对于制定区域防洪应急预案、进行溃坝洪水风险分析是十分必要的.利用BREACH模拟溃口,采用无结构网格有限体积法进行二维溃坝洪水演进计算,利用TIN模型将计算结果可视化,制作成水深风险图、流速风险图、淹没历时风险图、洪水到达时间风险图,并对风险图进行了空间分析.本文充分利用了GIS对空间数据以及空间数据和属性数据联合分析的功能,对溃坝洪水风险图制作的基本原理和方法进行了探讨,并应用于沙河集水库大坝溃坝模拟,具有较强的实用价值.
溃坝洪水风险图对于制定区域防洪应急预案、进行溃坝洪水风险分析是十分必要的.利用BREACH模拟溃口,采用无结构网格有限体积法进行二维溃坝洪水演进计算,利用TIN模型将计算结果可视化,制作成水深风险图、流速风险图、淹没历时风险图、洪水到达时间风险图,并对风险图进行了空间分析.本文充分利用了GIS对空间数据以及空间数据和属性数据联合分析的功能,对溃坝洪水风险图制作的基本原理和方法进行了探讨,并应用于沙河集水库大坝溃坝模拟,具有较强的实用价值.
2008, (4).
摘要:
利用一维非恒定流数学模型,计算了建反调节枢纽前后、不同电站运行工况下沅水清水塘枢纽至大洑潭枢纽间河段的水力要素,并对各工况下航道流速、比降、水位变幅等通航水力指标进行了分析与比较.在此基础上,探讨了建反调节枢纽前后两坝间非恒定的水流运动及其控制影响因素.结果表明,建反调节枢纽可明显改善通航水流条件;但如果反调节枢纽为低水头枢纽.一些情况下仅通过调整反调节枢纽坝前水位,上游枢纽近坝段每小时水位变幅仍不能满足航运的要求,必须同时调节上游电站的出流过程以改善枢纽问航道内的通航条件.
利用一维非恒定流数学模型,计算了建反调节枢纽前后、不同电站运行工况下沅水清水塘枢纽至大洑潭枢纽间河段的水力要素,并对各工况下航道流速、比降、水位变幅等通航水力指标进行了分析与比较.在此基础上,探讨了建反调节枢纽前后两坝间非恒定的水流运动及其控制影响因素.结果表明,建反调节枢纽可明显改善通航水流条件;但如果反调节枢纽为低水头枢纽.一些情况下仅通过调整反调节枢纽坝前水位,上游枢纽近坝段每小时水位变幅仍不能满足航运的要求,必须同时调节上游电站的出流过程以改善枢纽问航道内的通航条件.
2008, (4).
摘要:
近年来,在无限深透水地基或深厚覆盖层地基上修建土石坝的水利工程日趋增多,且有很多采用倒悬挂式防渗墙进行渗流控制.对于这种坝型的渗流计算,尚缺乏精确而简捷的理论公式,常采用近似的估算或经验公式.本文采用保角变换的方法,通过建立数学模型推导出在均质且理想边界条件下,土石坝基垂直防渗的渗透压力、渗流量和出逸坡降计算公式.公式简单,不仅可以计算渗透坡降和坝基渗流量,还可以计算渗透压力的分布,且相对于有限元和边界元计算模型,其计算量要小的多,计算结果的精度也能满足要求.
近年来,在无限深透水地基或深厚覆盖层地基上修建土石坝的水利工程日趋增多,且有很多采用倒悬挂式防渗墙进行渗流控制.对于这种坝型的渗流计算,尚缺乏精确而简捷的理论公式,常采用近似的估算或经验公式.本文采用保角变换的方法,通过建立数学模型推导出在均质且理想边界条件下,土石坝基垂直防渗的渗透压力、渗流量和出逸坡降计算公式.公式简单,不仅可以计算渗透坡降和坝基渗流量,还可以计算渗透压力的分布,且相对于有限元和边界元计算模型,其计算量要小的多,计算结果的精度也能满足要求.
2008, (4).
摘要:
采用有限体积法建立平面二维水流运动的无结构网格数学模型,模型采用Roe格式的近似Riemann解计算界面通量和特征分解法处理底坡源项.通过无结构网格对桥墩形状进行精细拟合克服了局部糙率修正、局部地形修正等方法的困难.为研究桥墩、桥形等对水位、局部流速等建桥前后的变化提供了新的计算模式.最后,应用模型对河段上的圆形墩和圆端矩形墩壅水进行了模拟,结果表明模型能够较好的模拟建桥前后桥墩附近的水流变化.
采用有限体积法建立平面二维水流运动的无结构网格数学模型,模型采用Roe格式的近似Riemann解计算界面通量和特征分解法处理底坡源项.通过无结构网格对桥墩形状进行精细拟合克服了局部糙率修正、局部地形修正等方法的困难.为研究桥墩、桥形等对水位、局部流速等建桥前后的变化提供了新的计算模式.最后,应用模型对河段上的圆形墩和圆端矩形墩壅水进行了模拟,结果表明模型能够较好的模拟建桥前后桥墩附近的水流变化.
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摘要:
利用三维有限元方法,研究了双层地基土中超长桩的承载性状.利用线弹性模型模拟桩身混凝土的应力应变关系.邓肯-张非线性弹性模型模拟地基土,河海大学薄单元模型模拟桩.土间的非连续变形.计算结果表明,对上硬下软地基土结构,当硬土层厚度不大于桩身人土深度时,随硬土层厚度的增大,桩顶极限荷载、桩侧极限阻力均呈非线性增大;对上软下硬地基土结构,当软土层厚度不大于桩身入土深度时,随软土层厚度的增大,桩顶极限荷载、桩侧极限阻力均呈非线性减小;桩身轴力和桩侧阻力沿深度的分布随地基土结构而异.桩侧摩阻力在硬、软土层分界处有急剧变化现象;超长桩的失稳由桩侧土体的破坏引起.
利用三维有限元方法,研究了双层地基土中超长桩的承载性状.利用线弹性模型模拟桩身混凝土的应力应变关系.邓肯-张非线性弹性模型模拟地基土,河海大学薄单元模型模拟桩.土间的非连续变形.计算结果表明,对上硬下软地基土结构,当硬土层厚度不大于桩身人土深度时,随硬土层厚度的增大,桩顶极限荷载、桩侧极限阻力均呈非线性增大;对上软下硬地基土结构,当软土层厚度不大于桩身入土深度时,随软土层厚度的增大,桩顶极限荷载、桩侧极限阻力均呈非线性减小;桩身轴力和桩侧阻力沿深度的分布随地基土结构而异.桩侧摩阻力在硬、软土层分界处有急剧变化现象;超长桩的失稳由桩侧土体的破坏引起.
2008, (4).
摘要:
泄洪雾化是近20多年来水电工程中出现的一个新课题,现在的高坝具有落差大、泄洪流量大、河谷狭窄等特点,雾化问题突出,雾化水流的研究已成为高坝建设中新的水力学关键技术问题之一.为了正确预测高坝泄洪雾化雨强分布,根据二滩、安康、岩滩和小湾等工程的泄洪雾化物理模型试验和原型观测雾化资料,得出了用物理模型来研究高坝泄洪雾化的规律,并据此设计溪洛渡水电站泄洪雾化模型,试验得出溪洛渡水电站不同工况下的雾化雨强分布,为工程防护提供了科学依据.
泄洪雾化是近20多年来水电工程中出现的一个新课题,现在的高坝具有落差大、泄洪流量大、河谷狭窄等特点,雾化问题突出,雾化水流的研究已成为高坝建设中新的水力学关键技术问题之一.为了正确预测高坝泄洪雾化雨强分布,根据二滩、安康、岩滩和小湾等工程的泄洪雾化物理模型试验和原型观测雾化资料,得出了用物理模型来研究高坝泄洪雾化的规律,并据此设计溪洛渡水电站泄洪雾化模型,试验得出溪洛渡水电站不同工况下的雾化雨强分布,为工程防护提供了科学依据.
2008, (4).
摘要:
行业最小需水定额研究是用水定额管理的基础性课题.本文首先阐述了行业最小需水定额的定义,并提出3条编制原则,即因地制宜、先进性和合理性及动态调整原则.在此基础上,应用数据包络分析方法计算行业在一定用水技术管理水平下单位产值的最小取水量,以此反映该行业的最小需水定额值.最后,以上海市2004年纺织行业为例计算其最小需水定额.结果表明,数据包络分析方法能表征最小取水量与一定产出的数量关系,以此确定的行业最小需水定额,能较准确地反映行业处于最优状态时一定用水水平下创造单位产值的理论取水量.
行业最小需水定额研究是用水定额管理的基础性课题.本文首先阐述了行业最小需水定额的定义,并提出3条编制原则,即因地制宜、先进性和合理性及动态调整原则.在此基础上,应用数据包络分析方法计算行业在一定用水技术管理水平下单位产值的最小取水量,以此反映该行业的最小需水定额值.最后,以上海市2004年纺织行业为例计算其最小需水定额.结果表明,数据包络分析方法能表征最小取水量与一定产出的数量关系,以此确定的行业最小需水定额,能较准确地反映行业处于最优状态时一定用水水平下创造单位产值的理论取水量.
2008, (4).
摘要:
"福建水口水电站2×500 t级垂直升船机建设及运行"获2007年度国家科技进步二等奖.项目由福建水口水电站工程建设公司、中国水电顾问集团华东勘测设计研究院、武汉船舶工业公司(含438厂、461厂、709所、712所、717所)、水利部交通部电力工业部南京水利科学研究院、中信重型机械公司、福建水口发电有限公司、中国水利水电第十二工程局等多家单位联合完成.
"福建水口水电站2×500 t级垂直升船机建设及运行"获2007年度国家科技进步二等奖.项目由福建水口水电站工程建设公司、中国水电顾问集团华东勘测设计研究院、武汉船舶工业公司(含438厂、461厂、709所、712所、717所)、水利部交通部电力工业部南京水利科学研究院、中信重型机械公司、福建水口发电有限公司、中国水利水电第十二工程局等多家单位联合完成.
水利水运工程学报