2009, 29(6):1-4.
摘要:对水舌入水喷溅的随机计算理论进行研究与改进,开发了随机数学模型。该模型对溅水区进行时空离散,可反映水舌入水形态与喷溅过程对溅水分布的影响。同时,通过引入人工神经网络模块,实时判别水滴的当地风速与飞行终止条件,使其具备模拟复杂地形与风场下溅水分布的能力。通过室内溅水试验对数学模型进行验证,结果表明该模型的模拟计算结果与试验结果较吻合。
2009, 29(6):5-8.
摘要:结合某水电站导流洞改建永久性溢洪道试验,研究了跌流式竖井溢洪道的水力特性,并对消力井布置进行了优化研究。研究表明,该溢洪道自环形进水口以下采用突扩方式与竖井连接所形成的脱壁水流结构,与传统的贴壁式竖井的水流结构具有明显不同,不仅可以有效避免竖井段因水流流速较高可能造成的空化空蚀破坏,降低施工难度,而且有利于水舌掺气并促进消力井消能。该研究提出的消力井优化布置体型,与传统的布置形式相比具有更高的消能效率,消能效率可以达到83%以上。
2009, 29(6):9-12.
摘要:为了模拟流体中污染物的传播,用分数布朗运动(fBm)产生非费克(non-Fickian)的扩散。提出用fBm粒子追踪模型通过粒子云来模拟污染物传播的具体方法,实例比较了传统的布朗粒子追踪模型和fBm粒子追踪模型。结果表明:fBm粒子追踪模型粒子云的传播速度和范围有明显的增加;Hurst指数的变化可改变一个流动区域受污染物影响的程度,而这种现象是不能靠常规的布朗运动来实现的;fBm粒子追踪法适用于沿海地区污染物传播的模拟。
2009, 29(6):13-16.
摘要:分析骨料形状对混凝土氯离子扩散系数的影响,提出考虑骨料形状时混凝土氯离子扩散系数预测的数值方法。结合计算机模拟技术和蒙特卡洛数值积分算法,获得了八边形骨料混凝土界面面积百分数,通过与2组实验结果比较,证实了该预测方法的有效性。
邸慧慧 , 史宏志 , 王太运 , 刘国顺 , 范艺宽 , 谢德平 , 王广胜
2009, 29(6):17-20.
摘要:介绍2008年在豫中烟区采用大田试验比较微喷灌溉不同灌水量及传统沟灌条件下烟株生长发育、产量、产值和水分利用效率的差异情况。试验结果表明,在伸根期干旱情况下灌溉处理可显著促进烟株生长发育,表现为株高增加,茎围增大,有效叶数增多,叶面积扩大,以总微喷量为72mm的效果最好;烟叶产量、产值以总微喷量72mm的最高,分别比不灌水对照增加65.64%和103.35%。水分生产率和水分产值率以总微喷量48mm的最高,分别比传统沟灌提高23.24%和48.29%。微喷各处理水分生产率和灌溉效率均显著高于传统沟灌,灌水生产率、灌水产值率和灌水增产率以总微喷量24mm的最高,灌水增值率以总微喷量48mm的最高。豫中烟区在正常气候条件下,以总灌水量48~72mm为宜。
2009, 29(6):21-24.
摘要:将遗传算法智能优化模型与一维河网模型相耦合,提出一种河网糙率智能反演方法,自动完成参数的优化选择。与其他河网糙率优化方法相比,该方法具有理论简单、对实测数据依赖程度低和精度高的特点。将该方法获得的优化糙率值代入到数学模型中,计算值与实测值吻合程度较高。
2009, 29(6):25-28.
摘要:为更好地了解长江感潮河段的底床阻力特性,在实测资料的基础上,结合流速对数分布的假设及谢才公式和曼宁公式给出了适合长江梅子洲河段(感潮河段)糙率的计算公式,并将公式加入到二维有限元水动力数学模型HSCTM中。数值计算的水位、流速及流场均显示了糙率公式的合理性;从尼库拉兹实验出发结合希夫林松的阻力公式从理论上探讨了摩阻流速和糙率高度之间的关系,并采用长江感潮河段的实测资料印证了两者之间存在间接的线性关系。
2009, 29(6):29-33.
摘要:针对河口近海越来越多的环境水力学问题,列举其数值模拟的工作步骤、内容和选择数学模型的原则,介绍数值模拟技术和经验,强调采用设计流场的必要性和计算成果合理性分析的重要性。具体讨论浓度(温度)场计算、海域事故溢油模拟以及工程水域泥沙冲淤预测的若干问题。
2009, 29(6):34-38.
摘要:分析近10年土工膜土石坝建设萎缩的主要原因:一是由于SL274—2001《碾压式土石坝设计规范》相关规定的限制;二是由于2005年错误批判北京圆明园荷花池铺复合土工膜防渗事件。结合工程实例介绍抽水蓄能电站上水库、水库全库盘、平原水库、河川水库等用土工膜防渗的成功经验,以及1座河川水库因铺膜施工不当而失败的教训。介绍了电力行业DL/T5395—2007《碾压式土石坝设计规范》(代替SDJ218—1984《碾压式土石坝设计规范》),该规范规定坝高30~100m的坝可用土工膜防渗,这必将推进土工膜土石坝的发展。
2009, 29(6):39-41.
摘要:介绍了土工合成材料在潮汐河口地区的上海陈行水库和青草沙水库等工程建设中的应用情况。通过对土工管袋、软体排、网兜石等土工合成材料的保砂性、透水性、防堵性、抗冲性以及深水堤软土地基的塑料排水板排水固结处理等进行计算分析、试验研究和工程实践,提出了土工合成材料用作水库堤坝各区域反滤、排水、防冲体的选用原则和通常选用的规格,以期为潮汐河口地区水库建设提供借鉴。
2009, 29(6):42-43.
摘要:将土工合成材料当作矩形实体单元,给出了二维渗流情况下的单元刚度矩阵。通过虚拟实体单元的概念,在将土工合成材料简化为实体单元、接触面单元或杆单元的情况下都能够恰当考虑土工合成材料的渗透性质,而且不影响应力应变分析对单元网格的要求。该方法具有通用性,对二维和三维计算都适用。
2009, 29(6):49-53.
摘要:针对300m级拱坝可能出现上游坝面裂缝的问题,提出了增设柔性防渗层的防渗方案。根据300m级拱坝的受力特点,选择了以喷涂聚脲为主的3种复合防渗方案,并进行了抗折试验、黏结强度试验、高水头迎水面抗渗试验及仿真模型试验。为了检验现场施工的可行性,进行了现场工艺性试验,选定了粘贴3?mm厚GB板+喷涂4mm厚聚脲和直接喷涂7mm厚聚脲2种防渗方案。试验结果表明:当聚脲厚度与缝宽之比大于0.57时,聚脲可以承受3MPa的水压力不渗漏;喷涂聚脲技术可以满足大面积快速施工的要求,聚脲与GB板的配合使用,克服了混凝土开裂而聚脲变薄的缺陷,提高了聚脲的防渗效果。
2009, 29(6):54-57.
摘要:对南水北调工程穿黄隧洞衬砌施工期及运行期有可能对衬砌垫层渗透性造成影响的几个因素如压力、混凝土浇筑、混凝土析出物、气泡含量等进行试验研究。认为水中过高的气泡含量是造成土工织物淤堵的主要因素。提出了可减少衬砌垫层淤堵的复合土工材料的结构形式。该种新型的复合土工膜已在南水北调工程穿黄隧洞现场试验模型中得到成功运用和验证。
2009, 29(6):58-62.
摘要:通过低温模型试验模拟了冰盖的形成过程,测试了静冰压力、铰接块位移、冰盖厚度、温度等,建立了这些物理量与时间的关系。根据静冰压力的发展过程、变化原因评价了试验与自然环境的相似性。根据铰链式护坡系统在静冰压力作用下沿坡面位移变形和冰盖融化后的残余变形,评价了该护坡系统的稳定性以及该护坡系统作为柔性护岸结构适应变形的能力,分析了静冰压力、铰接块位移的发生、发展、消失过程和变化原因。试验结果表明:静冰压力作用下铰链式护坡系统沿坡面位移变形很小,冰盖融化后该护坡系统的残余变形也很小;铰链式护坡系统在静冰压力发生、发展和消失的过程中,能够适应岸基变形而不被破坏。
2009, 29(6):63-66.
摘要:采用像素点覆盖法在MATLAB环境下实现对透水模板布(CPFL)淤堵前后2种状态下SEM图像分形计盒维数的计算,分析透水模板布淤堵前后的分形特征。研究发现,淤堵后过滤层表面分形计盒维数明显增高;淤堵前后过滤层断面的计盒维数都小于相应的排水层断面;过滤层和排水层断面淤堵后分形计盒维数降低,过滤层降低幅度更大。从分形的角度阐述了CPFL过滤层和排水层纤维组织结构的不同,以及CPFL淤堵前后组织结构的明显变化,提出了判断CPFL重复使用的量化评价方法。
2009, 29(6):67-69.
摘要:通过水流作用下管袋堤坝的稳定性模型试验,对边坡系数m、坝高Dc、坝顶宽度L以及水深H对管袋堤坝稳定性的影响进行了研究。选用1.0,1.5,2.0,2.5共4种边坡系数,10cm,14cm,18cm等3种模型坝高,11cm,15cm,19cm,23cm等4种模型坝顶宽度以及25cm,30cm,35cm等3种模型水深进行研究。试验结果表明:边坡系数或坝顶宽度增大时,临界垂线平均流速增大;坝高与水深比增大时,临界垂线平均流速减小;坝顶宽度增大时,临界作用流速增大;其余几种因素对临界作用流速的影响不显著。
束一鸣 , 张利新 , 袁全义 , 陈奇 , 李彦礼 , 吴海民
2009, 29(6):70-73.
摘要:黄河西霞院反调节水库土石坝采用土工膜前置防渗,通过设置土工膜并根据接触作用的三维数值计算得出膜周边锚固部位的相对位移,设计该部位膜吸收位移的铺设方式。在环境温度ti为2~33℃范围内每间隔5℃设置3个焊接温度tw,通过对应焊接试样的拉伸、剥离试验,获得ti~tw关系曲线,以指导施工焊接;通过焊接试样附着水分、尘埃、纤维的焊接试验,证明复杂环境下保持焊接部位清洁对保证焊接质量的重要性;通过锚固试件的渗透试验,证明锚固工艺的可靠性;通过对复合土工膜复合工艺的改造,满足坝轴线弯曲段复合膜的拼接、铺设平顺。经蓄水一年后现场检查,膜拼接、锚固部位运行可靠。
2009, 29(6):74-77.
摘要:将复合土工膜作为黄河西霞院反调节水库砂砾石大坝的防渗材料,探讨了复合土工膜作为砂砾石坝体防渗材料时的主要性能指标,介绍了复合土工膜在大坝防渗中的施工程序、施工工艺、施工方法、施工过程中的质量控制情况。从初步运行情况看,鉴于复合土工膜防渗性能优良、质量轻、对不均匀沉降适应能力强等优点,其应用是成功的,但在今后的运行中仍需加强监测。
2009, 29(6):78-82.
摘要:介绍了泰安抽水蓄能电站上水库HDPE土工膜防渗方案的设计过程和施工方法,包括防渗层材料的选择,防渗层、下支持层、上保护层设计,土工膜周边连接方案,土工膜施工焊接工艺和无损质量检测方法等方面取得的成果。实践表明,土工膜防渗技术在泰安抽水蓄能电站的应用是成功的,水库已安全运行4年,库水外渗水量很小,库底最大总渗漏量仅为3.89L/s,上水库总渗漏量仅为总库容的万分之三,防渗效果很好,节省投资3200万元,缩短施工工期4~6个月,为我国大型水电工程土工膜防渗技术的应用积累了经验。
2009, 29(6):83-85.
摘要:针对溧阳抽水蓄能电站上水库地质条件复杂、地下水位埋藏深、断层节理裂隙发育、库底填渣厚度变化大(0~70m)以及不均匀沉降较大等问题,要求防渗材料适应不均匀变形能力强,建议库底防渗采用柔性体形式以适应较大的不均匀变形。经设计比选,确定选用库底土工膜黏土组合防渗方案,以减少渗漏损失,减少土料弃渣,降低工程造价。
2009, 29(6):86-89.
摘要:介绍向家坝工程中重要的临时建筑物一期和二期土石围堰工程的特点、围堰的平面布置、断面形式、结构及防渗体系的设计、施工与运行情况。应用结果表明,复合土工膜防渗性能和力学性能十分优越,适应性强,在向家坝围堰工程防渗中取得了良好的效果。
2009, 29(6):90-94.
摘要:通过对格型钢板桩、双排钢板桩和聚丙烯编织布充砂管袋斜坡式3种围堰结构形式的比选,认为中远船务启东海工基地坞口围堰应采用聚丙烯编织布充砂管袋斜坡式围堰结构形式。该结构形式的最大优点是对软土地基产生的变形和沉降适应性强,就地取材,施工设备简单,拆除方便,工期短,投资省。设计采用通长加筋充砂管袋,水下筑堤与加筋相结合,确保围堰结构断面在软土地基上的整体稳定。
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