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RSS2016年 第2期
2016, (2): 1-10.
摘要:
隧道工程所在位置河床的最大冲刷深度是过江隧道方案设计的关键参数之一，合理确定最大冲刷深度能为保证工程安全和减少投资提供重要设计依据。在分析近年来河道演变特点和前人所做研究的基础上，以长江下游仪征水道世业洲河段拟建过江隧道为例，分析工程河段的来水来沙特点，采用二维水流泥沙数学模型对不同水文年条件下河段河床最大冲刷深度进行了研究。在验证模型水流和泥沙冲淤相似的前提下，确定了动床模拟的不利水沙系列为2007—2010年+1998年+300年一遇洪水流量过程，并结合地质勘测资料对模拟结果进行了合理预测。最终确定过江隧道断面河床左汊最大冲深为10.85 m，右汊最大冲深为8.87 m，该结果对拟建过江隧道工程而言偏于安全。
隧道工程所在位置河床的最大冲刷深度是过江隧道方案设计的关键参数之一，合理确定最大冲刷深度能为保证工程安全和减少投资提供重要设计依据。在分析近年来河道演变特点和前人所做研究的基础上，以长江下游仪征水道世业洲河段拟建过江隧道为例，分析工程河段的来水来沙特点，采用二维水流泥沙数学模型对不同水文年条件下河段河床最大冲刷深度进行了研究。在验证模型水流和泥沙冲淤相似的前提下，确定了动床模拟的不利水沙系列为2007—2010年+1998年+300年一遇洪水流量过程，并结合地质勘测资料对模拟结果进行了合理预测。最终确定过江隧道断面河床左汊最大冲深为10.85 m，右汊最大冲深为8.87 m，该结果对拟建过江隧道工程而言偏于安全。
2016, (2): 11-16.
摘要:
通过对某尾矿库坝基粉砂进行共振柱和动三轴试验，得到动力特性参数的归一化曲线。分析变形特性与强度特性得到粉砂动力参数的变化规律。由动三轴试验得到不同固结比和固结压力下粉砂动强度、动孔压比与振次的关系，发现动强度与破坏振次间符合乘幂关系，可用幂函数来拟合；动孔压比与振次的关系可用指数函数进行拟合。采用Hardin Drnevich双曲线模型与Davidenkov模型对动剪切模量比进行拟合，试验分析结果表明，随着围压的增加，两种模型的拟合效果均有所改善。同一围压下，Davidenkov模型拟合效果优于Hardin Drnevich双曲线模型。
通过对某尾矿库坝基粉砂进行共振柱和动三轴试验，得到动力特性参数的归一化曲线。分析变形特性与强度特性得到粉砂动力参数的变化规律。由动三轴试验得到不同固结比和固结压力下粉砂动强度、动孔压比与振次的关系，发现动强度与破坏振次间符合乘幂关系，可用幂函数来拟合；动孔压比与振次的关系可用指数函数进行拟合。采用Hardin Drnevich双曲线模型与Davidenkov模型对动剪切模量比进行拟合，试验分析结果表明，随着围压的增加，两种模型的拟合效果均有所改善。同一围压下，Davidenkov模型拟合效果优于Hardin Drnevich双曲线模型。
2016, (2): 17-23.
摘要:
基于ANSYS有限元平台，建立了海上风机三桩基础与上部结构一体的三维模型；采用Block Lanzcos法进行模态分析，得到风机结构的各阶模态振型，确定了结构的振动特性；并结合模态分析结果，考虑周期性波浪荷载的作用，对结构模型进行了瞬态动力分析。结果表明：海上风机三桩基础与上部结构模态振型较容易表现为弯曲形式，结构的抗弯性能要求较高。在波浪荷载作用下各关键部位的位移与应力时程曲线随时间的变化规律都表现为周期性波动，但又存在差异。对于位移时程曲线，离基础越远的部位，其位移幅值越大，波动非线性特性也越明显；对于应力时程曲线，应力幅值主要位于立柱顶端，即立柱与塔筒连接部位。波浪荷载对结构的受力和变形影响较大，不容忽视。
基于ANSYS有限元平台，建立了海上风机三桩基础与上部结构一体的三维模型；采用Block Lanzcos法进行模态分析，得到风机结构的各阶模态振型，确定了结构的振动特性；并结合模态分析结果，考虑周期性波浪荷载的作用，对结构模型进行了瞬态动力分析。结果表明：海上风机三桩基础与上部结构模态振型较容易表现为弯曲形式，结构的抗弯性能要求较高。在波浪荷载作用下各关键部位的位移与应力时程曲线随时间的变化规律都表现为周期性波动，但又存在差异。对于位移时程曲线，离基础越远的部位，其位移幅值越大，波动非线性特性也越明显；对于应力时程曲线，应力幅值主要位于立柱顶端，即立柱与塔筒连接部位。波浪荷载对结构的受力和变形影响较大，不容忽视。
2016, (2): 24-31.
摘要:
“陡坎”冲蚀是均质土坝漫顶溃决时的主要破坏模式，“陡坎”移动的速度与坝料的物理力学指标具有内在联系，而目前国外给出各类“陡坎”移动模型很少考虑这些联系，且参数选取方法误差较大。基于水流能量耗散原理的“陡坎”移动速度模型，考虑坝料的黏粒含量、含水率、干密度等因素，参考国内外具有实测“陡坎”移动速度资料的水槽模型试验成果，拟合出“陡坎”移动参数的表达式，并结合水槽模型试验不同坝料的特点，给出了拟合“陡坎”移动参数的上下包线。参考美国农业部农业研究中心开展的7组均质土坝漫顶溃决试验的“陡坎”移动速度实测资料，验证了建议参数的合理性，并与国外典型的“陡坎”移动参数模型计算结果进行比较，给出了参数取值的参考方法；对“陡坎”移动参数中涉及的黏粒含量、含水率、干密度等指标进行参数敏感性分析，分析研究3个指标对“陡坎”移动规律的影响，为均质土坝漫顶溃决模型“陡坎”运移参数的选取和进一步研究“陡坎”抗冲蚀能力内在机理提供参考依据。
“陡坎”冲蚀是均质土坝漫顶溃决时的主要破坏模式，“陡坎”移动的速度与坝料的物理力学指标具有内在联系，而目前国外给出各类“陡坎”移动模型很少考虑这些联系，且参数选取方法误差较大。基于水流能量耗散原理的“陡坎”移动速度模型，考虑坝料的黏粒含量、含水率、干密度等因素，参考国内外具有实测“陡坎”移动速度资料的水槽模型试验成果，拟合出“陡坎”移动参数的表达式，并结合水槽模型试验不同坝料的特点，给出了拟合“陡坎”移动参数的上下包线。参考美国农业部农业研究中心开展的7组均质土坝漫顶溃决试验的“陡坎”移动速度实测资料，验证了建议参数的合理性，并与国外典型的“陡坎”移动参数模型计算结果进行比较，给出了参数取值的参考方法；对“陡坎”移动参数中涉及的黏粒含量、含水率、干密度等指标进行参数敏感性分析，分析研究3个指标对“陡坎”移动规律的影响，为均质土坝漫顶溃决模型“陡坎”运移参数的选取和进一步研究“陡坎”抗冲蚀能力内在机理提供参考依据。
2016, (2): 32-38.
摘要:
为了准确计算钢筋腐蚀疲劳寿命，依据金属力学、电化学、断裂力学的基本原理，对混凝土中脱钝钢筋的腐蚀介质和疲劳荷载共同作用交互机理进行研究，建立脱钝后钢筋在疲劳荷载作用下同时考虑弹性变形、塑性变形和电化学作用的钢筋腐蚀速率模型，在此基础上构建了圆柱形钢筋腐蚀疲劳应力强度因子幅值的计算模型。定量分析了腐蚀疲劳裂纹扩展门槛值的理论计算模型以及钢筋腐蚀疲劳裂纹扩展模型，提出了腐蚀介质和疲劳荷载共同作用下钢筋寿命预测模式。利用已有文献中钢棒腐蚀疲劳试验结果对本文提出的模型以及寿命预测模式进行验证，结果表明，pH=2.5~12时钢棒腐蚀疲劳寿命计算值与试验值吻合较好，还揭示了疲劳荷载对钢筋腐蚀速度影响规律。
为了准确计算钢筋腐蚀疲劳寿命，依据金属力学、电化学、断裂力学的基本原理，对混凝土中脱钝钢筋的腐蚀介质和疲劳荷载共同作用交互机理进行研究，建立脱钝后钢筋在疲劳荷载作用下同时考虑弹性变形、塑性变形和电化学作用的钢筋腐蚀速率模型，在此基础上构建了圆柱形钢筋腐蚀疲劳应力强度因子幅值的计算模型。定量分析了腐蚀疲劳裂纹扩展门槛值的理论计算模型以及钢筋腐蚀疲劳裂纹扩展模型，提出了腐蚀介质和疲劳荷载共同作用下钢筋寿命预测模式。利用已有文献中钢棒腐蚀疲劳试验结果对本文提出的模型以及寿命预测模式进行验证，结果表明，pH=2.5~12时钢棒腐蚀疲劳寿命计算值与试验值吻合较好，还揭示了疲劳荷载对钢筋腐蚀速度影响规律。
2016, (2): 39-45.
摘要:
掺合料混凝土技术快速发展和建筑节能要求不断提高背景下，通过压汞法试验，研究分析花岗岩石粉的细度及掺量对混凝土微观孔隙结构的影响规律，从微观层面论证花岗岩石粉作为混凝土掺合料的可行性，并在微观层面进行混凝土宏观抗渗抗冻试验的联系分析。研究表明：花岗岩石粉越细，对混凝土小孔径孔隙的填充作用越好，对大孔径孔隙填充作用不明显，综合填充效果较差；混凝土中掺入0~150 μm花岗岩石粉，当掺量为10%和20%时，对混凝土孔隙结构参数及孔级分配起到优化作用；0~150 μm花岗岩石粉掺量控制在30%以内时有利于提高混凝土抗渗性能；0~150 μm花岗岩石粉掺量控制在20%以内时可保证掺合料混凝土抗冻等级与不掺石粉的混凝土抗冻等级相同，当花岗岩石粉掺量增大至30%时，掺合料混凝土抗冻等级有所降低。
掺合料混凝土技术快速发展和建筑节能要求不断提高背景下，通过压汞法试验，研究分析花岗岩石粉的细度及掺量对混凝土微观孔隙结构的影响规律，从微观层面论证花岗岩石粉作为混凝土掺合料的可行性，并在微观层面进行混凝土宏观抗渗抗冻试验的联系分析。研究表明：花岗岩石粉越细，对混凝土小孔径孔隙的填充作用越好，对大孔径孔隙填充作用不明显，综合填充效果较差；混凝土中掺入0~150 μm花岗岩石粉，当掺量为10%和20%时，对混凝土孔隙结构参数及孔级分配起到优化作用；0~150 μm花岗岩石粉掺量控制在30%以内时有利于提高混凝土抗渗性能；0~150 μm花岗岩石粉掺量控制在20%以内时可保证掺合料混凝土抗冻等级与不掺石粉的混凝土抗冻等级相同，当花岗岩石粉掺量增大至30%时，掺合料混凝土抗冻等级有所降低。
2016, (2): 46-53.
摘要:
为了深入研究再生砖骨料多孔混凝土的微观结构,从本质上认识其性状及规律,引入扫描电镜研究再生砖骨料多孔混凝土界面过渡区微观形貌；根据混凝土中心质假说分析概括再生砖骨料多孔混凝土结构模型，定性研究微观结构与宏观性能的关系，探索界面过渡区形貌和骨料大中心质效应对再生砖骨料多孔混凝土宏观性能的影响。结果发现再生砖骨料多孔混凝土具有较好的界面过渡区结构，结构密实，水化产物丰富，水灰比、目标孔隙率、养护龄期，矿物掺料对结构的密实程度和水化产物的类型、数量有一定影响，进而影响强度。多孔混凝土存在较多负中心质效应，大中心质只有再生砖骨料。今后应当把研究负中心质效应作为重点。
为了深入研究再生砖骨料多孔混凝土的微观结构,从本质上认识其性状及规律,引入扫描电镜研究再生砖骨料多孔混凝土界面过渡区微观形貌；根据混凝土中心质假说分析概括再生砖骨料多孔混凝土结构模型，定性研究微观结构与宏观性能的关系，探索界面过渡区形貌和骨料大中心质效应对再生砖骨料多孔混凝土宏观性能的影响。结果发现再生砖骨料多孔混凝土具有较好的界面过渡区结构，结构密实，水化产物丰富，水灰比、目标孔隙率、养护龄期，矿物掺料对结构的密实程度和水化产物的类型、数量有一定影响，进而影响强度。多孔混凝土存在较多负中心质效应，大中心质只有再生砖骨料。今后应当把研究负中心质效应作为重点。
2016, (2): 54-61.
摘要:
将分布式水文模型——SWAT模型应用于汾河（运城段）的径流模拟，以期为流域水资源管理、优化配置提供科学依据。首先，分析模型对研究区域的适用性，并在现有资料基础上对流域径流进行模拟研究，从时间、空间两个方面共同诠释了流域内径流与降水的关系；其次，根据流域未来气候可能变化，由增量情景法设定了不同气候情景，模拟未来气候情景下径流的变化趋势以及径流量的年内变化特征。结果表明：①研究区域内径流在时空分布上均与降水量分布吻合；②研究区域内径流量变化与气温变化呈负相关关系，与降水量变化呈正相关关系，且降水量变化对研究区域径流量产生的影响比温度变化产生的影响大；③径流量的年内分布呈季节性特点，汛期（7—10月份）最大，枯水期（11月至翌年3月份）最小；④未来气候变化趋势下，研究区域径流量将呈相应增加趋势，在气温升高0.5℃和降水量增加10%的情景下，河津水文站的径流量将增加1.29 亿m3。
将分布式水文模型——SWAT模型应用于汾河（运城段）的径流模拟，以期为流域水资源管理、优化配置提供科学依据。首先，分析模型对研究区域的适用性，并在现有资料基础上对流域径流进行模拟研究，从时间、空间两个方面共同诠释了流域内径流与降水的关系；其次，根据流域未来气候可能变化，由增量情景法设定了不同气候情景，模拟未来气候情景下径流的变化趋势以及径流量的年内变化特征。结果表明：①研究区域内径流在时空分布上均与降水量分布吻合；②研究区域内径流量变化与气温变化呈负相关关系，与降水量变化呈正相关关系，且降水量变化对研究区域径流量产生的影响比温度变化产生的影响大；③径流量的年内分布呈季节性特点，汛期（7—10月份）最大，枯水期（11月至翌年3月份）最小；④未来气候变化趋势下，研究区域径流量将呈相应增加趋势，在气温升高0.5℃和降水量增加10%的情景下，河津水文站的径流量将增加1.29 亿m3。
2016, (2): 62-68.
摘要:
为了解决平原水库安全评价中存在的忽略生态和可持续性问题，针对平原水库面积大、水深小、坝线长和基础处理差的特点，在健康功能分区的基础上，综合考虑安全、生态特征、可持续性和社会政治环境等因素构建了平原水库健康综合评价体系，指标体系包括围坝安全、水库社会效益、水库生态效应和状态持续性4类一级指标和15个二级指标。利用模糊数学方法提高层次分析法确定各指标权重的准确性，构建平原水库健康综合评价的多目标多层次模糊模型，克服了传统评价方法的主观随意性，系统分析各类指标的耦合影响，改进评判分析的不确定性。评价结果表明：该方法操作方便、效果较好，可用于一般水库的健康评价。
为了解决平原水库安全评价中存在的忽略生态和可持续性问题，针对平原水库面积大、水深小、坝线长和基础处理差的特点，在健康功能分区的基础上，综合考虑安全、生态特征、可持续性和社会政治环境等因素构建了平原水库健康综合评价体系，指标体系包括围坝安全、水库社会效益、水库生态效应和状态持续性4类一级指标和15个二级指标。利用模糊数学方法提高层次分析法确定各指标权重的准确性，构建平原水库健康综合评价的多目标多层次模糊模型，克服了传统评价方法的主观随意性，系统分析各类指标的耦合影响，改进评判分析的不确定性。评价结果表明：该方法操作方便、效果较好，可用于一般水库的健康评价。
2016, (2): 69-75.
摘要:
为完善英德市防洪工程体系，提高整体防洪抗灾能力，英德市开展北江干堤防洪工程规划，将英德市防洪标准提高到50年一遇。由于英德市城区及北江干堤防洪保护区均位于飞来峡水库库区300年一遇洪水淹没范围之内，需要配合飞来峡水利枢纽的防洪调度，共同调蓄北江洪水，以确保北江大堤及其下游广州市、珠江三角洲地区的防洪安全。为论证英德市北江干堤防洪工程对飞来峡水利枢纽防洪调度的影响，通过英德城区局部调整与优化后的飞来峡水库动库容调洪二维数学模型模拟计算，就英德市北江干堤防洪工程对飞来峡水库防洪调度的影响进行了对比分析。分析结果表明，英德市北江干堤防洪工程建设后，英德区间的最大淹没库容明显减小，各防护区的淹没面积大幅度减小；同时，北江干流沿程水位和流量的提升速度加快，峰现时间提前。最后提出采取预留爆破口门和设置溢流堰口门等技术措施，将英德市北江干堤防洪工程的影响消减到工程实施前的水平。
为完善英德市防洪工程体系，提高整体防洪抗灾能力，英德市开展北江干堤防洪工程规划，将英德市防洪标准提高到50年一遇。由于英德市城区及北江干堤防洪保护区均位于飞来峡水库库区300年一遇洪水淹没范围之内，需要配合飞来峡水利枢纽的防洪调度，共同调蓄北江洪水，以确保北江大堤及其下游广州市、珠江三角洲地区的防洪安全。为论证英德市北江干堤防洪工程对飞来峡水利枢纽防洪调度的影响，通过英德城区局部调整与优化后的飞来峡水库动库容调洪二维数学模型模拟计算，就英德市北江干堤防洪工程对飞来峡水库防洪调度的影响进行了对比分析。分析结果表明，英德市北江干堤防洪工程建设后，英德区间的最大淹没库容明显减小，各防护区的淹没面积大幅度减小；同时，北江干流沿程水位和流量的提升速度加快，峰现时间提前。最后提出采取预留爆破口门和设置溢流堰口门等技术措施，将英德市北江干堤防洪工程的影响消减到工程实施前的水平。
2016, (2): 76-82.
摘要:
随着刚性桩复合地基技术的广泛应用，沉降计算在其设计中越来越重要。目前刚性桩复合地基沉降计算主要采用复合模量法，但在处理软土地基时，该方法夸大了桩的作用，尚不能精确反应地基土的沉降。针对这一问题，从沉降产生机理出发，考虑刚性桩复合地基的沉降主要由土拱效应下土顶承担的荷载和桩的侧壁摩阻力两部分引起，根据土力学基本原理，结合已有的土拱效应和桩身荷载传递的研究成果，提出一种正方形布桩下的刚性桩复合地基沉降计算方法并利用MATLAB-GUI编译成可视化程序。通过实例验证，程序计算结果与工程实测值吻合较好，说明该程序计算方法具有一定可行性，并将程序计算结果与传统方法比较，结果表明该计算方法精确性较高，计算过程简便，易于普及。
随着刚性桩复合地基技术的广泛应用，沉降计算在其设计中越来越重要。目前刚性桩复合地基沉降计算主要采用复合模量法，但在处理软土地基时，该方法夸大了桩的作用，尚不能精确反应地基土的沉降。针对这一问题，从沉降产生机理出发，考虑刚性桩复合地基的沉降主要由土拱效应下土顶承担的荷载和桩的侧壁摩阻力两部分引起，根据土力学基本原理，结合已有的土拱效应和桩身荷载传递的研究成果，提出一种正方形布桩下的刚性桩复合地基沉降计算方法并利用MATLAB-GUI编译成可视化程序。通过实例验证，程序计算结果与工程实测值吻合较好，说明该程序计算方法具有一定可行性，并将程序计算结果与传统方法比较，结果表明该计算方法精确性较高，计算过程简便，易于普及。
2016, (2): 83-88.
摘要:
目前，我国水库突发事件应急预案普遍存在可行性不强、可行性评价技术不过关的问题，难以在技术层面监督指导应急预案的编制工作，一定程度上影响了水库突发事件应急预案的实施。已有大坝突发事件应急预案可行性评价方法初步研究中，由于指标体系的不完备，可行性评价具有显著灰色特征，为减弱指标体系不完备带来的灰色特征的影响，有必要研究新方法以降低指标体系不完备对评价结果的影响。基于水库突发事件应急预案可行性评价的已有研究成果，考虑到可行性指标体系的不完备性等灰色特征，建立了基于灰色关联度的可行性评价方法，通过案例模拟验证了可行性评价方法的实用性。该方法完善了已有水库突发事件应急预案可行性评价技术，降低了可行性指标体系不完备等灰色特征对评价结果准确性的不利影响。
目前，我国水库突发事件应急预案普遍存在可行性不强、可行性评价技术不过关的问题，难以在技术层面监督指导应急预案的编制工作，一定程度上影响了水库突发事件应急预案的实施。已有大坝突发事件应急预案可行性评价方法初步研究中，由于指标体系的不完备，可行性评价具有显著灰色特征，为减弱指标体系不完备带来的灰色特征的影响，有必要研究新方法以降低指标体系不完备对评价结果的影响。基于水库突发事件应急预案可行性评价的已有研究成果，考虑到可行性指标体系的不完备性等灰色特征，建立了基于灰色关联度的可行性评价方法，通过案例模拟验证了可行性评价方法的实用性。该方法完善了已有水库突发事件应急预案可行性评价技术，降低了可行性指标体系不完备等灰色特征对评价结果准确性的不利影响。
2016, (2): 89-96.
摘要:
猴子岩水电站地下厂房硐室群工程地质条件复杂，岩体节理裂隙发育、受多条断层和挤压破碎带影响，加之布置于中-高地应力区域，施工过程中硐室围岩的变形和破坏较为明显，为确保工程施工安全，须对整个硐室群施工期的应力变形及稳定进行分析。结合相关设计参数和开挖支护实施方案，建立了猴子岩地下厂房硐室群的三维有限差分计算模型，并对其地应力场分布进行了反演，在此基础上对硐室群整个施工过程进行了全程模拟。计算结果表明：随着硐室开挖临空面的扩大，上下游边墙应力松弛现象较为明显，在断层出露带、机坑隔墙底部出现了不同程度的应力集中；开挖过程中围岩位移逐渐增大，在硐室连接处出现了大变形。设计支护方案实施后可以较好地限制围岩变形，减小塑性区面积，工程实践说明该方案较为合理。
猴子岩水电站地下厂房硐室群工程地质条件复杂，岩体节理裂隙发育、受多条断层和挤压破碎带影响，加之布置于中-高地应力区域，施工过程中硐室围岩的变形和破坏较为明显，为确保工程施工安全，须对整个硐室群施工期的应力变形及稳定进行分析。结合相关设计参数和开挖支护实施方案，建立了猴子岩地下厂房硐室群的三维有限差分计算模型，并对其地应力场分布进行了反演，在此基础上对硐室群整个施工过程进行了全程模拟。计算结果表明：随着硐室开挖临空面的扩大，上下游边墙应力松弛现象较为明显，在断层出露带、机坑隔墙底部出现了不同程度的应力集中；开挖过程中围岩位移逐渐增大，在硐室连接处出现了大变形。设计支护方案实施后可以较好地限制围岩变形，减小塑性区面积，工程实践说明该方案较为合理。
2016, (2): 97-103.
摘要:
针对长江口深水航道回淤分布情况，以回淤最严重的H~N段为中间段P2段，H段以上为P1段，N段以下为P3段，将全部航道分为3段。采用混沌理论对深水航道全段及各分段回淤量时间序列的饱和关联维数以及K2熵进行混沌特征分析。各分段的饱和关联维数变化范围为1.80~2.15，K2熵变化范围为0.08~0.12；全段的分数维与K2熵的值大于各分段，分别为2.93和0.16。各分段的饱和关联维数研究表明，长江口深水航道回淤量的时间序列具有混沌特征，全段混沌特征的复杂性高于各分段。根据2011年，2012年和2013年长江口深水航道回淤量的时间序列，利用混沌方法对深水航道未来回淤量进行预测，各分段可预报时间尺度最多为1年，全段的可预报时间尺度为半年。给出了长江口深水航道全段及各分段回淤动力系统数学表达式的一般形式，全段需要3~6个状态变量，3个以上控制变量；各分段需要2~5个状态变量，3个以上控制变量。回淤动力系统数学表达式的一般形式可为建立回淤量预报模式提供参考。
针对长江口深水航道回淤分布情况，以回淤最严重的H~N段为中间段P2段，H段以上为P1段，N段以下为P3段，将全部航道分为3段。采用混沌理论对深水航道全段及各分段回淤量时间序列的饱和关联维数以及K2熵进行混沌特征分析。各分段的饱和关联维数变化范围为1.80~2.15，K2熵变化范围为0.08~0.12；全段的分数维与K2熵的值大于各分段，分别为2.93和0.16。各分段的饱和关联维数研究表明，长江口深水航道回淤量的时间序列具有混沌特征，全段混沌特征的复杂性高于各分段。根据2011年，2012年和2013年长江口深水航道回淤量的时间序列，利用混沌方法对深水航道未来回淤量进行预测，各分段可预报时间尺度最多为1年，全段的可预报时间尺度为半年。给出了长江口深水航道全段及各分段回淤动力系统数学表达式的一般形式，全段需要3~6个状态变量，3个以上控制变量；各分段需要2~5个状态变量，3个以上控制变量。回淤动力系统数学表达式的一般形式可为建立回淤量预报模式提供参考。
2016, (2): 104-110.
摘要:
溢洪道闸室堰体是闸室的重要组成部分，其厚度对闸室结构的整体安全性及工程投资均有较大影响。以往对闸室结构的优化大多针对主要构件的尺寸，而鲜见在闸室结构主要构件（如闸墩、牛腿及吊孔等）尺寸确定的前提下，单独对闸室堰体厚度进行优化分析。考虑6种堰体尺寸方案，通过ANSYS软件分别建立不同工况下闸室的有限元计算分析模型，并进行三维有限元应力分析。将开挖体积作为设计变量，分别以牛腿、吊头和墩的应力最小为目标，建立单变量多目标的闸室堰体厚度优化数学模型，在充分考虑闸室各主要混凝土构件抗拉强度约束条件的基础上，采用分层序列法对溢洪道闸室堰体厚度进行优化计算，得到堰体优化尺寸，为该溢洪道闸室的结构设计提供依据。
溢洪道闸室堰体是闸室的重要组成部分，其厚度对闸室结构的整体安全性及工程投资均有较大影响。以往对闸室结构的优化大多针对主要构件的尺寸，而鲜见在闸室结构主要构件（如闸墩、牛腿及吊孔等）尺寸确定的前提下，单独对闸室堰体厚度进行优化分析。考虑6种堰体尺寸方案，通过ANSYS软件分别建立不同工况下闸室的有限元计算分析模型，并进行三维有限元应力分析。将开挖体积作为设计变量，分别以牛腿、吊头和墩的应力最小为目标，建立单变量多目标的闸室堰体厚度优化数学模型，在充分考虑闸室各主要混凝土构件抗拉强度约束条件的基础上，采用分层序列法对溢洪道闸室堰体厚度进行优化计算，得到堰体优化尺寸，为该溢洪道闸室的结构设计提供依据。
2016, (2): 111-119.
摘要:
弧形闸门由于其启门力小、无门槽及运行操作方便等优点，在水工建筑物中得到广泛应用，但不少闸门由于结构设计、布置或运行操作不合理等原因，在运行中会发生强烈振动甚至结构破坏，影响闸门结构的运行安全，特别是高水头、有局部开启控泄要求的大跨度弧形闸门。通过水力学试验、三维有限元静动力分析和流激振动试验，系统研究了深孔弧形闸门的水力学特性、静动力特性、流激振动特性，揭示了闸门结构的流激振动共振现象，并针对分析过程中出现的应力、变形过大问题，提出了加强闸门结构强度和刚度的优化措施，确保其安全平稳运行。
弧形闸门由于其启门力小、无门槽及运行操作方便等优点，在水工建筑物中得到广泛应用，但不少闸门由于结构设计、布置或运行操作不合理等原因，在运行中会发生强烈振动甚至结构破坏，影响闸门结构的运行安全，特别是高水头、有局部开启控泄要求的大跨度弧形闸门。通过水力学试验、三维有限元静动力分析和流激振动试验，系统研究了深孔弧形闸门的水力学特性、静动力特性、流激振动特性，揭示了闸门结构的流激振动共振现象，并针对分析过程中出现的应力、变形过大问题，提出了加强闸门结构强度和刚度的优化措施，确保其安全平稳运行。
水利水运工程学报