• 2018年第46卷第6期文章目次
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    • >水文水资源与环境
    • 太湖流域2016年、1991年大洪水对比分析

      2018, 46(6):471-478. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2018.06.001

      摘要 (2107) HTML (0) PDF 3.56 M (2798) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用数理统计方法比较分析太湖流域2016 年、1991 年2 场大洪水对应的降水、水位、洪水蓄 泄及工程调控情况,结果表明:(a) 这2 个年份致洪降水发生日期和降水总量十分接近,但在时程 分布上差异明显,2016 年致洪性降水较1991 年对流域防洪更为不利;( b) 受降水影响,1991 年洪 水期太湖水位具有2 次明显上涨过程,而2016 年太湖水位系连续上涨;(c)在2016 年洪水期,作为 太湖水量主要来源的湖西、浙西入湖水量明显超过1991 年,且湖区降水量也明显大于1991 年,这 是导致太湖最高水位超过1991 年的重要原因;( d) 因治理太湖骨干工程的建成,2016 年流域洪灾 损失占GDP 的比重远低于1991 年。

    • 基于PP-RVA法的水电站下游河流水文情势评价

      2018, 46(6):479-485. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2018.06.002

      摘要 (1916) HTML (0) PDF 2.20 M (2021) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于对5类33个水文变异指标与生态系统之间的响应关系分析,针对目前常用的变化范围法(RVA法)存在容易忽略低度、中度改变指标,且难以区分各项指标相对重要程度的不足,提出基于投影寻踪聚类模型的改进RVA法(PP-RVA法),对河流水文情势的整体变异度进行评价。以湖南省的刘家坪水电站为例,依据其厂房下游河道的实测径流资料,计算得到建库前后其水文情势的整体变异度为83.21%,属于高度改变,同时可知5月平均流量、高流量数、最小7 d流量对水文情势改变的影响最大。评价结果更加贴合河道整体信息和指标变异度的分布特征,符合客观实际,表明刘家坪电站当前的运行方式对下游河道的生态系统影响较大,迫切需要开展生态调度实践,实现区域经济和生态环境保护的协调发展。

    • 时变边界一维对流弥散方程解析解及其在土柱试验中的应用

      2018, 46(6):486-491. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2018.06.003

      摘要 (1870) HTML (0) PDF 2.00 M (2816) 评论 (0) 收藏

      摘要:运用格林函数法,推导了一维有界时变边界对流弥散-线性耗散方程的解析解,然后将其与数值模拟结果对比,并分别应用于土柱热传导和溶质运移试验。结果表明:初始条件及上、下边界条件的贡献量相互独立,并且初始条件的影响随时间衰减,最终消失;解析解能很好地匹配数值模拟结果、土柱试验实测土温变化和溶质穿透曲线。

    • 秦淮河水质改善现场调水试验

      2018, 46(6):492-496. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2018.06.004

      摘要 (1957) HTML (0) PDF 1.08 M (2449) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究不同水闸调度方案对秦淮河水质改善的效果,进行了洪水期、丰水期调度、枯水期调度和降雨初期雨水污染调度等典型时段调水试验。结果表明:通过合理调控闸泵可对秦淮河水质产生积极效果,上游来水、引水的质量和调度时段对于调度效果具有明显影响。

    • >土木工程
    • 溪洛渡水电站谷幅变形成因与形成条件

      2018, 46(6):497-505. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2018.06.005

      摘要 (1761) HTML (0) PDF 7.69 M (4059) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于溪洛渡水电站地质环境,从水库蓄水引起的区域水文地质条件变化入手分析溪洛渡水电站谷幅变形的成因、研究谷幅变形的形成条件。结果表明:溪洛渡水电站水库蓄水引起的谷幅、库盘变形与电站位于永盛向斜盆地内、坝基玄武岩层下埋藏有厚层阳新灰岩承压含水层有关,谷幅、库盘变形规律与库区区域地质、水文地质条件和水库蓄水位、水库蓄水过程等密切相关;库盘变形、谷幅变形属于一种特殊的库岸变形。

    • 构造参数对顶板与U肋连接焊缝应力的影响

      2018, 46(6):506-512. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2018.06.006

      摘要 (1796) HTML (0) PDF 3.28 M (2148) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对钢桥面板顶板与U肋连接焊缝在不同构造参数下的应力变化,分析该细节的受力机理,对比两种不同U肋构造的应力分布特征;建立局部足尺模型,通过提取顶板焊缝的应力梯度,分析应力的变化情况,得出顶板与U肋连接焊缝在不同构造参数下的应力分布规律。结果表明,截断U肋与完整U肋均可如实反映顶板与U肋连接焊缝的受力情况;顶板厚度与熔透率越大,顶板与U肋连接焊缝的总体应力越小,即改善受力性能的效果越好;U肋厚度对顶板与U肋连接焊缝的应力影响不大。

    • 单箱三室混凝土箱梁温度分布研究

      2018, 46(6):513-520. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2018.06.007

      摘要 (1813) HTML (0) PDF 4.43 M (2093) 评论 (0) 收藏

      摘要:以西安西咸新区沣河大桥单箱三室预应力混凝土箱梁桥为研究对象,进行断面温度分布测试,研究箱梁的温度分布规律,讨论了箱梁的温度分布模式和温度基数,提出了指数函数和线性函数相结合的温度梯度模式。结果表明:受环境温度影响,外表面的混凝土温度每天随环境温度急剧变化,内表面除上翼板内侧外其余位置温度比较恒定;从竖向温度分布看,一维热传播理论适用于上翼板和下翼板,但不适用于腹板,且下翼板内外表面温差显著;最大正温度梯度主要出现在夏季,而最大负温度梯度主要出现在冬季。

    • 微生物追踪固结技术在堤防防渗中的应用

      2018, 46(6):521-526. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2018.06.008

      摘要 (1874) HTML (0) PDF 2.37 M (2169) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用微生物固结对岩土体进行防渗加固,在安徽滁州大洼水库黏性土堤防3个区段开展防渗试验,通过培养巴氏芽孢杆菌对尿素进行水解产生大量碳酸根离子并和钙镁离子结合生成碳酸钙沉积,从而堵塞坝体内部孔隙/裂隙。利用坝体内部测压管对内部水头进行监测,同时监测渗漏部位的渗漏量,试验结果表明,该技术能迅速降低黏性土堤防坝段渗透系数2个数量级。整个试验过程中,试验段微生物固结过程分为3个主要阶段:0~80 h为微生物固结发展期;80~120 h为高峰转折期;120 h以后为封闭拖尾期。处理后土体渗透系数为10-5~10-6 cm/s,同时土样平均强度提高约13%(不固结不排水剪切试验结果)。利用电子显微镜和EDS能谱仪对土体孔隙内部生成物进行成分检测,结果表明碳酸钙是其主要组成物质。

    • 岩石软化时效变形的弹黏塑性模型表征

      2018, 46(6):527-532. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2018.06.009

      摘要 (1671) HTML (0) PDF 1.84 M (2267) 评论 (0) 收藏

      摘要:为同时描述岩石应变软化以及时间相依的变形特征,基于超固结土的下负荷面模型,依据相 对过应力思路,以Hashiguchi 的下负荷面为参考屈服面,建立一种能表征岩石软化时效变形特征的 弹黏塑性本构模型。相对于原下负荷面模型,新模型增加了2 个能通过不同应变速率三轴压缩试 验测定的率敏性参数c0 和m',并结合岩石的特点用弹性模量E0 和变形模量Ed 代替原模型中的回 弹指数资与压缩指数姿。新模型采用以当前应力、黏塑性应变以及黏塑性应变速率为状态变量的 动屈服准则函数,给出了基于Newton-Raphson 迭代的应力积分算法,且成功地将其嵌入到大型有 限元软件ABAQUS 中。利用新模型对岩石率敏性三轴试验进行模拟验证,结果表明:预测结果与 试验结果吻合良好;模型参数物理意义清晰、简单可测,能正确描述岩石的率敏性及应变软化等特 征,可用于复杂边值问题的有限元计算。

    • 软硬互层状岩体的室内单轴压缩试验及数值模拟

      2018, 46(6):533-538. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2018.06.010

      摘要 (1618) HTML (0) PDF 2.50 M (1814) 评论 (0) 收藏

      摘要:以锦屏软硬互层状岩体为研究对象,基于室内试验分析单轴应力状态下岩样的3 种破坏模 式并结合数值模拟方法,分别探讨层面倾角、软弱夹层数量、分布及所占体积比等因素对互层状岩 体变形特性、强度特征及破坏机制的影响。研究结果表明:锦屏互层状岩体的破坏总体遵循单轴压 缩破坏的多裂纹劈裂模式,且在缓层面倾角范围内岩体的破坏以岩质材料自身属性为控制,而在较 大倾角水平上则以层理弱面的影响为主导因素;软弱夹层数量对于层状岩体的U 形强度规律影响 不显著,但随着软弱夹层数量的增加,破坏荷载极小值有向层面倾角较小方向前移的趋势;随着软 弱夹层所占体积比的增加,破坏荷载总体呈现下降趋势;当软弱夹层所占体积比接近时,软弱夹层 数量的增加对岩样破坏荷载下降的影响与岩层倾角大小具有正相关关系,且当岩层水平时,对强度 基本不发生影响。

    • 基于极限平衡法的单桶多隔舱结构防波堤稳定性分析

      2018, 46(6):539-544. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2018.06.011

      摘要 (1564) HTML (0) PDF 2.16 M (1758) 评论 (0) 收藏

      摘要:借助ABAQUS软件,采用拟静力法分析结构在水平力下的运动模式及作用于基础桶土压力随水平荷载增加的变化规律。结果表明,结构在水平力作用下绕某点转动,转动中心随荷载增大而改变,极限状态下处于结构中轴线位置;作用于基础桶的土压力可分为主动、静止和被动3个区域。在此基础上,推导了适用于该结构稳定性分析的极限平衡法,鉴于其部分假定导致一定的误差,相比于数值模拟结果,极限平衡法计算值平均偏大20%~25%,但2种方法得到的抗倾覆安全系数随土性、结构参数变化发展趋势基本一致。

    • 基于变分模态分解的探地雷达信号分析方法

      2018, 46(6):545-550. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2018.06.012

      摘要 (2357) HTML (0) PDF 3.69 M (2280) 评论 (0) 收藏

      摘要:将变分模态分解方法引入探地雷达信号处理中,针对探地雷达信号非平稳特征,利用变分模态分解原理建立探地雷达信号去噪方法。方法基于变分模态分解将雷达波信号分解为特征模态函数,再由样本熵决定高阶模态是否保留,实现白噪声去除。通过探地雷达Ricker子波和正演模型试验,检验该方法的正确性和有效性。与传统的小波变换、集成经验模态分解方法进行对比,研究探地雷达信号去噪效果,并将该方法用于分析实际工程探地雷达信号。研究表明,该方法能有效去除探地雷达信号中的噪声,在强干扰背景下,能获得高于20 dB的信噪比。

    • >水利水电工程
    • 转速对贯流泵装置流道水力参数影响的数值分析

      2018, 46(6):551-557. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2018.06.013

      摘要 (1306) HTML (0) PDF 2.90 M (1871) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究贯流泵装置进出水流道水力性能受转速的影响规律,以贯流泵装置为研究对象进行全流道的数值计算,通过将能量性能数值预测结果与物理模型试验结果对比,验证了数值模拟结果的有效性。在考虑水泵与进出水流道内流相互影响条件下定量分析转速对进出水流道水力性能参数的影响规律。结果表明:(a)不同转速时进水流道水力损失比与流量系数的关系曲线变化趋势基本相同。相同转速时,随着流量系数的增大,进水流道水力效率逐渐减小,流道出口环量先减小、后增大;相同流量系数时,进水流道出口面的平均环量随转速的增加而增加。(b)不同转速时,随着流量系数的增大,出水流道进口入流涡角相对值先减小、后增大。在相同流量系数时,随着转速的增加,出水流道的静圧比逐渐增加,出水流道进口面的偏流角分布基本相同。

    • 三峡升船机闸门气压伸缩水封水密特性仿真设计

      2018, 46(6):558-564. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2018.06.014

      摘要 (1887) HTML (0) PDF 2.62 M (1804) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了合理设计三峡升船机闸门水封并降低封水试验成本,基于固体力学基本原理和非线性计算理论,对三峡升船机闸门气压伸缩型水封进行了计算机仿真设计,验证了气压伸缩型水封的背腔密闭性,封头膨胀外伸性能,计算出封头与止水面板不同初始间隙、不同工作库压时所需的封水背压,为水封装置的制造和运行操作提供了数据。设计中的关键技术——气压伸缩型水封水密性仿真计算方法能有效代替传统的水密性试验,大幅减少设计成本。

November 25,2018
年第46卷第6

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