• 2022年第50卷第2期文章目次
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    • 基于EnKF法的径流数据同化对SWAT模型参数优化效果评估

      2022, 50(2):1-10. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2022.02.001

      摘要 (639) HTML (0) PDF 3.02 M (3122) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于集合卡尔曼滤波(EnKF)法,在合理量化模型模拟和径流观测误差、有效处理模型参数演变及过拟合问题的基础上,以淮河上游淮滨水文站以上流域为研究区,构建了基于径流数据同化的SWAT分布式水文模型参数优化方案,就站点实测径流数据同化对模型参数的优化效果进行了评估。结果显示,数据同化过程中,被更新的模型参数集合逐渐收敛并趋于稳定,基于稳定后的参数获得的模拟径流与实测径流过程接近,流域出口径流模拟的纳什效率系数可达0.88,说明基于EnKF法的径流数据同化对SWAT模型参数具有一定的优化估计能力,且采用数据同化方式进行模型参数率定具有一定的可行性。

    • 开机组合对泵站前池水沙流场特性的影响

      2022, 50(2):11-16. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2022.02.002

      摘要 (544) HTML (0) PDF 3.57 M (1249) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究开机组合对多沙水源提水泵站前池水沙流场特性的影响,以景电灌区某典型泵站为研究对象,采用逆向工程技术对淤积状态下的泵站前池三维几何模型进行重构,基于Realizable kε模型耦合考虑相间滑移的Mixture模型,采用FLUENT软件对淤积状态下的泵站前池开展水沙两相流数值模拟,同时对不同开机组合非淤积状态下的泵站前池水沙流场特性进行数值模拟。研究结果表明:现役淤积状态下的泵站前池内部存在流态紊乱及严重的泥沙淤积问题,流态数值模拟结果与现场测流结果相吻合;现役非淤积状态下的泵站前池存在显著的主流效应且低速回流区范围较大;伴随泵站两端机组开机,前池内主流的扩散效果有所提高,流场分布趋于对称,泥沙淤泥情况略有改善。

    • 往复流作用下潮流能水轮机单桩基础冲刷试验

      2022, 50(2):17-22. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2022.02.003

      摘要 (349) HTML (0) PDF 2.46 M (1884) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究往复流作用下潮流能水轮机单桩基础局部冲刷演变机制,在水槽中开展物理模型试验,探讨了水流强度对潮流能水轮机单桩基础冲刷过程的影响规律,并与仅单桩工况进行了对比。试验结果表明:往复流作用下,潮流能水轮机单桩基础冲刷过程具有显著的周期性震荡、逐步提高的特点;叶轮的存在加快了基础冲刷过程,增加了最大冲刷深度;最大冲刷深度随着水流强度的提高呈线性提高,震荡幅度也随着水流强度的增加而增大;相比于单向流,双向流减弱了潮流能水轮机单桩基础冲刷深度,但随着水流强度的提高,单向流和双向流作用差异性逐渐降低。

    • 垂直隔板开孔率对液体晃荡影响的试验

      2022, 50(2):23-30. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2022.02.004

      摘要 (299) HTML (0) PDF 4.63 M (1433) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究垂直隔板开孔率对液体晃荡特性的影响,采用六自由度运动模拟平台,在外激励频率为0.8~1.2倍无隔板液舱一阶固有频率范围内,对安装不同开孔率垂直隔板的矩形液舱开展了一系列晃荡试验。试验结果表明:不同外激励频率作用下开孔率为0.1的开孔隔板在减小液体最大晃荡波高和部分位置的最大冲击压强等方面优于无孔隔板;开孔隔板抑制液舱晃荡的效果随着开孔率的减小而增强;外激励频率为固有频率时,晃荡波的主要频率成分为外激励频率;外激励频率偏离固有频率时,晃荡波的主要频率除了外激励频率外还存在其倍频,且倍频成分随开孔率的增大而逐渐消失。

    • 希德拉顿颗粒铺盖防渗性能试验

      2022, 50(2):31-36. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2022.02.005

      摘要 (386) HTML (0) PDF 2.66 M (1301) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探讨不同铺盖条件下希德拉顿颗粒的防渗效果,堆建了3座内含不同渗漏隐患的土石坝模型。将不同铺盖厚度和不同铺盖面积的希德拉顿颗粒铺盖在坝面渗漏处,并统计渗漏流量随时间的变化。试验结果表明:铺盖希德拉顿颗粒后,3种渗漏模型的渗漏流量都随时间呈指数规律下降,接触带渗漏模型的渗漏流量下降速率最大,库底渗漏模型的渗漏流量下降较缓;铺盖厚度增大,3种渗漏模型的防渗效果增强;对于接触带渗漏模型和集中渗漏模型,铺盖面积增大其防渗效果反而减弱;认为水合希德拉顿颗粒具有良好的防渗能力,可用于预防和修复堤坝的渗漏。

    • 高阶Boussinesq型水波方程色散和变浅性能的改进

      2022, 50(2):37-44. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2022.02.006

      摘要 (285) HTML (0) PDF 3.54 M (1473) 评论 (0) 收藏

      摘要:在无因次水深为6.28条件下,为了优化方程色散参数,将一组高阶Boussinesq型方程的相速度与线性波相速度之间误差平方累计之和最小,而后根据变浅分析确定变浅参数,进一步分析了不同参数对高阶Boussinesq型方程的色散和变浅性能的影响。针对该组高阶Boussinesq型方程,基于非交错网格构建了时间差分格式为混合4阶Adam-BashforthMoulton的数值模型,利用数值模型计算了波浪在潜堤上的传播演化,结果表明采用优化参数的计算结果与试验数据符合更好。

    • 可透浪斜坡式防波堤透浪系数对入射波要素的响应

      2022, 50(2):45-53. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2022.02.007

      摘要 (267) HTML (0) PDF 3.24 M (2211) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对实际工程中的可透浪式斜坡式防波堤结构,在不考虑越浪的情况下,通过物理模型和数值模拟试验相结合的方法,对斜坡式防波堤的透浪特性进行了分析研究,讨论了斜坡式防波堤透浪系数与堤心石粒径、相对堤身宽度等堤身参数以及透浪系数与入射波高、入射波周期和波陡等入射波波要素之间的关系,根据试验结果分别提出了规则波和不规则波作用下不越浪斜坡式防波堤的透浪系数半经验半理论公式。验证结果表明,计算结果与试验结果拟合效果较好,可应用于可透浪斜坡式防波堤透浪系数的估算。

    • 横流环境下振荡射流三维数值模拟

      2022, 50(2):54-60. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2022.02.008

      摘要 (200) HTML (0) PDF 3.89 M (1594) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用大涡数学模型对横流环境下正弦振荡射流进行三维模拟,重点分析了横流环境下非振荡射流与振荡射流运动特性和稀释规律的差异,并探讨了振荡参数对射流的影响。结果表明:横流环境下振荡射流形态与非振荡射流区别明显,其运动轨迹发生弯曲,呈现出明显的间歇性污染物云团现象;与非振荡射流相比,振荡射流的冲击高度与弯曲程度明显增加,与周围水体的掺混加剧;随着振荡幅度的增加,射流的冲击高度与最小稀释度增大;总体来看,横流环境下,振荡射流有利于污染物的稀释。

    • 基于监测数据的悬索桥关键约束装置状态评估方法

      2022, 50(2):61-68. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2022.02.009

      摘要 (289) HTML (0) PDF 3.81 M (1252) 评论 (0) 收藏

      摘要:为更准确地评估大跨径悬索桥的伸缩功能,及时发现病害,在现阶段基于监测数据的伸缩缝、支座状态评估通用方法的基础上,将伸缩缝和支座状态评估相结合,提出了基于监测数据的悬索桥关键约束装置状态评估方法。该方法采用小波分离法对位移数据进行波形分离,通过温度[CD*2]位移一致性分析并根据数据细节变化幅度分析桥梁伸缩异常阻力及其对应的病害,对自然日进行合理分段,以每一连续时段为单位,分别进行温度和位移的相关性及波折分析。以某大型悬索桥为例,采用该评估方法对关键约束装置状态进行评估,并将评估结果与同期专项检查结果进行对比,结果表明,该评估方法合理可行,可辅助悬索桥关键约束装置状态评估。

    • 钢板梁桥腹板加劲肋焊缝疲劳开裂后的应力特征

      2022, 50(2):69-75. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2022.02.010

      摘要 (220) HTML (0) PDF 4.02 M (1584) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过建立钢板梁桥节段有限元模型分析了主梁腹板与加劲肋连接焊缝部位的开裂特征,基于最不利车辆荷载位置分析了腹板间隙不同横向荷载位置下的正应力与剪应力特征,以及裂纹长度的变化对腹板面外变形的影响;[JP2]通过对比不同裂纹长度时裂纹尖端和裂纹最深点的应力强度因子值,分析了裂纹长度对裂纹前缘的受力特征以及扩展速率的影响。研究结果表明:围焊端部受弯矩、剪力共同作用,裂纹沿着围焊端部时,以Ⅰ型裂纹为主,裂纹远离围焊端部向腹板扩展时,裂纹深度扩展加速; 当裂纹贯穿腹板时,面外变形明显增大,腹板剪应力作用更为明显,裂纹扩展速率明显提升。

    • 考虑施工过程影响的PCCP地震响应分析

      2022, 50(2):76-82. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2022.02.011

      摘要 (193) HTML (0) PDF 2.32 M (1302) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究地震作用下施工过程对预应力钢筒混凝土管(PCCP)的影响,建立考虑PCCP施工过程影响的非线性有限元模型,利用生死单元技术实现PCCP从地应力平衡到施加预应力钢丝预应力、铺设管道,再到回填回填土过程的有限元分析,以压实度作为衡量回填土施工质量的指标,基于黏弹性人工边界理论、等效节点力地震动输入法以及静-动力边界转换法,分析考虑施工过程以及不同回填土压实质量对PCCP地震响应的影响。结果表明,管道应力受自身和回填土重力的影响,考虑施工过程影响时内外层混凝土管顶、管底的外侧单元和管腰内侧单元的环向压应力比未考虑施工过程大,管顶、管底的内侧单元和管腰的外侧单元环向压应力比未考虑施工过程小;地震作用下,回填土均匀压实时,增大回填土压实度可降低PCCP插口处的轴向拉应力,回填土压实度越不均匀,管道之间的水平和竖直转角最大值也越大,回填土压实质量对竖直方向转角的影响大于对其水平方向的影响。

    • 碾压混凝土真实应变率效应试验

      2022, 50(2):83-91. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2022.02.012

      摘要 (323) HTML (0) PDF 3.73 M (1538) 评论 (0) 收藏

      摘要:为深入研究碾压混凝土动态力学特性,借助分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对3种不同直径圆柱试样进行了冲击压缩试验。试验结果表明:碾压混凝土材料具有显著的应变率效应和尺寸效应;混凝土类材料的动态抗压强度增强是材料自身特性、惯性效应和端面摩擦效应三者作用的结果,确定碾压混凝土的真实应变率效应对碾压混凝土结构冲击荷载下动态响应预测具有重要意义。基于真实应变率效应、横向惯性效应和端面摩擦效应互不相关的假定,对惯性和端面摩擦约束引起的抗压强度增量进行了定量评估,并将其从试验结果中移除以获得碾压混凝土的真实动态增强因子;最后,对修正的动态增强因子数据进行回归分析,得到了合理的碾压混凝土真实应变率效应经验模型。

    • 砂岩球形颗粒多点接触破碎试验

      2022, 50(2):92-97. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2022.02.013

      摘要 (214) HTML (0) PDF 1.97 M (1617) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用离心机设备,采用砂岩球形颗粒群进行接触破碎试验,从破碎形态、锥形核尺寸和破碎率等方面探究多点接触条件下球形颗粒的接触破碎特性。试验结果表明,试样的破碎形态分为两块类和3块类,以两块类为主,且多点接触是3块类破坏产生的必要条件。结合已有球形颗粒单点接触破碎研究成果,拟合建立了多点接触条件下锥形核尺寸以及球形颗粒群破碎率求解的经验公式,并通过试验验证了该公式的可靠性;同等荷载条件下,增加接触点的数量可有效降低颗粒群的破碎率。

    • 土工袋单元体循环剪切特性试验

      2022, 50(2):98-104. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2022.02.014

      摘要 (326) HTML (0) PDF 3.19 M (1525) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用室内大型剪切系统通过变剪切应变幅值条件下土工袋单元体系列循环剪切试验,研究了土工袋单元体的袋内材料填充率、竖向应力、剪切应变幅值等因素对其动力特性的影响。结果表明:在竖向应力为80.kPa时,袋内材料填充率越大土工袋减振效果越好,综合考虑施工效率等因素,建议采用90%作为土工袋单元体的最优填充率;竖向应力越大土工袋单元体的动剪切模量越大,水平剪切变形越大土工袋单元体的阻尼比越大;扰动较小时土工袋具有保持自身稳定的能力,扰动足够大时土工袋利用自身柔性提升阻尼,大量耗散振动能量。

    • 基于分层代价地图的光伏电站清扫机器人导航方法

      2022, 50(2):105-112. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2022.02.015

      摘要 (271) HTML (0) PDF 5.08 M (1419) 评论 (0) 收藏

      摘要:为更好地解决光伏电站清扫机器人工作时因缺少有效边界检测导致的跌落问题,并满足全覆盖清扫工作的需求,提出一种基于分层代价地图的导航方法。在传统分层代价地图的图层上,根据对光伏电站清扫机器人工作环境的分析,增加光伏阵列边界图层,建立清扫区域,使机器人工作空间约束在光伏阵列内;采用弓字形清扫路径和多点巡航清扫策略相结合的导航方法,实现清扫区域全遍历;同时引进第二轮清扫判断,去除阵列表面的残留污染物,提高了机器人的清扫效率。试验结果表明,所提出的导航方法解决了光伏电站清扫机器人工作时因缺少有效边界检测导致的跌落问题,并可以有效地完成全覆盖清扫工作。


年第50卷第2

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