2010, 30(2):1-4.
摘要:针对裂缝稳定性分析的K判据法,基于线弹性分析的局限性,将三维J积分并入有限元计算程序中,对结构已有的裂缝进行稳定性分析,主要对其实现的技术方法进行讨论,包括通过建立节点间的邻接矩阵实现积分回路拓扑搜索以及积分计算的离散方法处理等。实例分析表明J积分与合理选取外推节点计算的缝端应力强度因子具有类似的计算结果,但J积分对单元尺寸要求不高,路径依赖性较小,作为裂缝稳定性与否的判断依据更有可比性及参考性。
2010, 30(2):5-9.
摘要:针对大型水库水质要素分布呈现明显三维效应的特点,建立了一种考虑温度分层影响的DO,CODCr,TP,TN三维水质预测模型。采用二滩鱤鱼河支库原型观测资料对模型进行验证,并分析了模型误差产生的原因及模型的适用性。分析结果表明,所建模型可以用于对DO,CODCr,TP,TN等水质要素的数值模拟,模拟成果可为大型水库修建的环境影响评价提供科学依据。将该模型应用于某在建大型水库,成功模拟预测了该水库水质要素的三维分布特性。
2010, 30(2):10-13.
摘要:采用动网格技术和VOF方法对阀门开启过程进行非恒定流三维紊流数值模拟,分析阀门段水流急变分离的流态、流速、压力等水力特性参数的时空演化规律,分析出现空蚀危险的区域和时刻。针对阀门后突扩体顶板和升坎凸弧处出现的较低负压问题,提出8种体型方案,并分析体型参数对流速、流态、压强分布的影响,遴选出最佳体型。分析结果表明,方案3的顶板压强最大,方案8的升坎凸弧处压强最大。
2010, 30(2):14-16.
摘要:在考虑不同的裂缝发展情况下曲率沿梁长度方向实际变化的基础上,提出采用“力矩面积法”计算FRP筋混凝土梁的挠度,给出了力矩面积第一定理及力矩面积第二定理的定义,绘制了荷载~挠度曲线。该方法克服了积分法与叠加法的不足,具有概念清楚、计算简单的特点。进行了6根GFRP筋混凝土简支梁的单调试验,将试验结果与计算结果进行对比,表明极限挠度值的计算结果与试验结果最大误差在10%以内,吻合良好。
2010, 30(2):17-20.
摘要:利用有限元极限平衡法对土坡在不同变形条件下稳定性的变化规律进行研究。对3种不同填筑情况、不同土质的土坡进行稳定性计算分析,土体本构模型分别采用线弹性模型和邓肯-张 E-ν非线性弹性模型。计算中,分别变化了土体的弹性模量(或参数K)、泊松比(或参数G)以及内摩擦角。结果表明:变形参数对土坡稳定安全系数有一定影响,弹性模量对土坡稳定安全系数几乎没有影响,而泊松比对土坡稳定安全系数影响较大;考虑变形影响的有限元法用于土坡稳定性分析具有一定优势。
2010, 30(2):21-23.
摘要:把局部间断伽辽金有限元法(LDG)运用到渗流分析中,编制了LDG法渗流分析的计算程序,运用该程序对均质或非均质渗流场分布进行分析,把所得结果与解析解或一般有限元法所得结果进行比较,证明LDG法在渗流分析中是十分有效的。
吴时强 , , 童中山,周辉,吴修锋 ,
2010, 30(2):24-28.
摘要:针对漂浮物运动特性与堆积形态模拟存在无法同时满足的问题,在分析漂浮物随水流运动特性的基础上,提出漂浮物模拟的相似条件。根据研究重点的不同,可以采用正态模型或小变率的变态模型来模拟漂浮物的堆积形态。从不同模拟材料的试验结果分析,原体漂浮物的运动与堆积采用木条作为模拟材料时,堆积形态更接近实际情况。
2010, 30(2):29-31.
摘要:通过室内试验,研究泄流水体中过饱和总溶解气体的释放过程,分析了影响气体从水中释放的主要因素。利用原型观测资料对已有的过饱和总溶解气体释放的数学模型进行验证,同时对释放系数公式进行了修正。在此基础上预测了金沙江某电站下游河段过饱和总溶解气体的沿程释放规律。
2010, 30(2):32-35.
摘要:利用计算流体力学软件Fluent,用VOF方法追踪自由水面,对有植物坝覆盖的水槽二维两相流场进行数值模拟,采用多孔介质域模拟植物坝覆盖区域,以多孔介质前后压强配合孔隙率来确定渗透率。将数值计算得到的流速值与模型试验流速值实测结果进行比对,研究表明两者吻合较好。
2010, 30(2):36-39.
摘要:以沈阳市辽河支流长河-羊肠河流域为例,分析水资源开发利用面临的主要问题,提出以地表拦蓄及生态修复与地下水库相结合的水资源开发新模式。情景模拟分析结果表明,该流域采用联合开发模式常规可供水量为10万m3/d,应急可供水量为50万m3/d,可持续应急4个月。这种联合开发模式可为本流域及北方其他小流域的水资源开发利用提供参考。
2010, 30(2):40-44.
摘要:为了研究节水工程改造及节水灌溉对区域农田地下水及硝态氮淋失污染的影响,以内蒙古河套灌区解放闸灌域为研究区域,对整个作物生长期的3月、5月、7月、9月分别取水样进行水化学和硝态氮测试分析。对2003年与2008年区域内27眼井地下水硝态氮的时空分布特征进行研究,结果表明:在2003年间,夏灌前解放闸灌域地下水硝态氮质量浓度大于10mg/L的面积占灌域总面积的9.95%,全年平均硝态氮质量浓度大于10mg/L的面积占灌域总面积的9.02%;2008年3月硝态氮质量浓度大于10mg/L的面积占灌域总面积的5.22%,全年平均硝态氮质量浓度大于10mg/L的面积占灌域总面积的5.20%。2003年与2008年的监测结果及时空分布趋势说明该地区地下水存在较严重的面源氮污染,但节水灌溉的实施可能对减少河套灌区的化肥淋失和地下水污染具有积极的改善作用,特别是由于秋浇水量的减少,地下水位下降,对减少地下水硝态氮污染具有明显的作用。
2010, 30(2):45-48.
摘要:将最小二乘回归应用于北京市水利科学研究所永乐店试验站冬小麦水肥生产函数建模,建立了合理的、具有较强稳定性和预测能力的水肥生产函数模型。由该模型可知,水、肥2个因素都具有明显的增产效应。水肥耦合效应表现为水肥对产量的协同作用关系。随着作物耗水量的增加,化肥的利用效率得到提高,而增加化肥的投入量又能提高水分利用效率。
2010, 30(2):49-52.
摘要:针对宜兴抽水蓄能电站上水库主坝建在倾斜基础面上的特点,为避免下游堆石体后期沉降过大,对下游堆石区设计进行了优化。下游堆石区改为主堆石Ⅱ区,并将高程426.50 m以下的贴坡堆石体设计为“增加变形模量区”,其压实标准高于主堆石区;坝体下游堆石填筑施工超前于上游堆石。原型观测数据和反演分析成果表明:“增模区”变形模量显著提高,主坝变形很小;下游堆石区的优化对于减少坝体不均匀沉降、减少上游面板开裂,以及减少堆石体对下游重力挡墙的土压力起到了重要作用。
2010, 30(2):53-57.
摘要:针对水电站水库优化调度问题,提出了将改进遗传算法和混沌优化相耦合的改进混沌遗传算法。该算法将混沌变量映射到优化变量的取值范围中,对混沌变量进行编码,表示成染色体,然后对其进行选择、交叉和变异,通过增加混沌扰动,不断进化收敛得到最优解。实例计算并与其他方法比较表明,该算法在求解水电站优化调度这样的复杂非线性优化问题时,搜索效率高,收敛性能好,能以较快的速度收敛于全局最优解,为水电站水库优化调度模型求解提供了一种新方法。
2010, 30(2):58-62.
摘要:对影响土石坝安全的基本事件进行系统分析和研究,开发土石坝安全评价数学模型。该模型直观地反映了各基本事件之间的关系,利用概率计算理论求解土石坝溃决概率,同时引用改进层次分析法,分析各基本事件对大坝溃决的影响程度,可较好地确定各基本事件的概率权重。以陆浑水库大坝为例进行安全评价,对数学模型进行验证,结果表明该模型的模拟计算结果与目前对大坝安全评价的结论较吻合。
2010, 30(2):63-66.
摘要:分析墙幕结合技术中存在的一些关键性问题,提出墙幕结合的布置形式和墙幕参数的确定方法;分析墙内预埋管技术的难点,提出了预埋管定位技术方案;分析了墙幕搭接的合理长度问题;详细叙述墙下钻孔和灌浆技术,分析了墙下灌浆容易铸管的原因并提出解决方法。
2010, 30(2):67-69.
摘要:针对某分洪道堤防堤基土具有明显的二元结构、需要采取渗流控制措施的情况,对其建立典型区段的三维有限元模型,计算分析了堤体及地层的渗流特性及渗流主要成因,考虑采用减压井工程措施以降低渗透坡降。选择分洪道洪水期最不利工况,计算得到不同减压井间距下渗流出口的渗透坡降,分析其变化规律。计算结果表明,减压井直径0.8m、间距12m的布置方案可以满足堤防渗透稳定要求。
2010, 30(2):70-74.
摘要:结合上海市长江引水三期工程水源泵站水力模型试验,研究和分析大型城市水源泵站前池流态以及产生不良流态的原因,提出了消涡板、非全段式底坎和八字形导流墩等改善不良进水流态的工程措施,并对底坎和八字形导流墩措施进行比较分析。试验结果表明,虽然底坎和导流墩整流措施布置形式不同,但两者改善流态的效果差异不大,均能有效改善泵站前池的进水流态,提高水泵运行工作效率。
2010, 30(2):75-78.
摘要:为探索粗磨水泥用于碾压混凝土的可行性,研究了普通硅酸盐水泥与用水泥熟料磨制的2个细度的粗磨水泥对碾压混凝土工作性、抗压强度、轴拉性能、耐久性及绝热温升的影响。结果表明,粗磨水泥减小了混凝土的VC值,提高了混凝土的施工性能;粗磨水泥配制的碾压混凝土满足设计要求,且强度有较大的富余;与普通硅酸盐水泥相比,粗磨水泥降低混凝土绝热温升8.3~12.3℃。
2010, 30(2):79-81.
摘要:针对CAD河道地形数据的空间分析能力弱、使用范围窄等特点,采用GIS技术对CAD河道地形数据进行转换和入库。在数据转换和入库过程中对涉及的高程点数据获取、等高线高程确定、高程数据粗差探测等方面进行研究,实现了在少量人工质量控制的前提下高效率地将CAD河道地形数据向GIS数据自动转换与入库。该高程数据提取方法具有准确、快捷和实用的特点。
2010, 30(2):82-86.
摘要:对当前国内外农田降雨地表径流预测方法进行综述,介绍降雨地表径流总量预测中的统计分析法、径流曲线法、人工智能法以及降雨径流过程实时预测中的水文学法、基于水量平衡与能量守恒的动力学法等5种方法的研究现状和发展趋势,并讨论了各自的优缺点。认为现有预测方法在描述农田降雨入渗产流这一复杂机理问题上还存在着严重的精度问题。提出了进一步的研究方向:继续深入开展农田降雨入渗产流机理研究,以期研发一套较高模拟精度的适用于农田降雨地表径流预测的机理性模型,为进一步防控因降雨冲刷作用引起的土壤侵蚀以及农田非点源污染问题提供理论依据。
2010, 30(2):87-94.
摘要:总结分析近年来重力驱动指流的观测和数学模拟研究的重要进展,指出了亟待解决的关键科学问题:能否找到以传统的多孔介质流体理论为基础的数学模型,来完整地刻画和描述指流;如何建立、完善有关指流新机制和效应的模型,并给出新模型解的性质的理论分析和数值求解方法。指出指流理论和数值模拟方面的突破将打破其对相关学科发展的瓶颈制约,不仅对土壤物理学和水文地质学的基础理论本身,而且对其他相关学科如应用数学、环境资源、农业和生态学等都具有重要的推动作用。
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