• 2018年第38卷第3期文章目次
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    • >研究探讨
    • 高拱坝表孔宽尾墩体型参数对泄流能力的影响

      2018, 38(3):1-7. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.03.001

      摘要 (2101) HTML (0) PDF 3.38 M (2547) 评论 (0) 收藏

      摘要:高拱坝坝顶较薄,表孔溢流坝面较短,导致宽尾墩应用于高拱坝表孔对泄流能力会产生一定的影响,为探究满足表孔泄流能力设计要求的宽尾墩体型,基于东庄水利工程,采用数值模拟方法,研究宽尾墩俯角、收缩比、墩尾折角、始折点位置等体型参数对高拱坝表孔泄流能力的影响以及泄流能力与过堰水流弗劳德数Fr的关系。研究结果表明,表孔泄流能力随着宽尾墩俯角的减小而减小,随着收缩比的减小而减小,随着墩尾折角的减小而增大,随着始折点位置与堰顶水平距离的减小而减小;提出了表征宽尾墩各类体型参数与堰上水头影响的综合影响系数k,当k≥2时,宽尾墩不影响表孔的泄流能力,当k<2时,随着k值的减小,宽尾墩对表孔泄流能力的影响逐渐增大;过堰水流Fr沿程变化曲线在宽尾墩始折点上游存在一个折点,该折点处的Fr越大,宽尾墩对表孔泄流能力的影响越小。

    • 开孔桥墩墩后水动力特性PIV试验

      2018, 38(3):8-14. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.03.002

      摘要 (2011) HTML (0) PDF 10.76 M (2373) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨桥墩上设置开孔对墩后水流结构的影响,采用粒子图像测试技术(PIV)对矩形开孔桥墩墩后的水平面和立面流场进行了测量,并对墩后的水流结构进行了分析。结果表明:矩形开孔桥墩能够改变开孔位置所在水深处尾流的运动规律,贯穿方孔的高速水流与墩侧绕流以及墩后低速区水流形成强烈的剪切作用,抑制了大尺度旋涡的发展与运动,并且切断了墩后底部水流的上升运动轨迹;墩后瞬时流场存在周期性的运动规律,具有高度间歇特性。

    • V形河谷滑坡最大冲击波面高度估计

      2018, 38(3):15-21. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.03.003

      摘要 (1995) HTML (0) PDF 2.04 M (2019) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种计算V形河谷滑坡冲击波浪最大波面高度的经验公式。运用Flow-3D软件建立V形河谷滑坡冲击波浪传播的数值模型,开展96种工况的数值模拟试验,分析滑坡体的入水速度、入水体积、水下滑行时长以及滑坡角度和对岸爬坡角度对最大波浪高度的影响,并回归分析获得最大波面高度的拟合公式。新公式用于估计龚家坊滑坡产生的最大冲击波面高度,计算结果与物理模型试验值吻合。

    • 泥沙吸附磷前后Zeta电位变化试验

      2018, 38(3):22-25. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.03.004

      摘要 (1754) HTML (0) PDF 1.61 M (2071) 评论 (0) 收藏

      摘要:选取长江南京段、淮河蚌埠段以及甬江口3种来源不同的细颗粒泥沙,通过泥沙对磷的等温平衡吸附试验,研究细颗粒泥沙吸附磷前后Zeta电位的变化。结果表明:泥沙的Zeta电位绝对值随着单位质量泥沙对固相磷的平衡吸附量的增大而增大,泥沙稳定性增强,不易絮凝;泥沙的Zeta电位绝对值变化量与单位质量泥沙对固相磷的平衡吸附量呈正比关系,对于不同来源的泥沙,单位质量泥沙对固相磷的平衡吸附量增量相同时,Zeta电位绝对值的增幅不同,甬江泥沙增幅最大,淮河泥沙次之,长江泥沙最小;Zeta电位绝对值相对变化量与固相磷相对吸附量呈正比,甬江泥沙Zeta电位绝对值相对变化量对固相磷相对吸附量变化的敏感度更高,长江与淮河泥沙的敏感度相近。

    • 侵蚀性水作用下混凝土的钙溶蚀模型

      2018, 38(3):26-31. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.03.005

      摘要 (2183) HTML (0) PDF 3.39 M (2861) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了评估侵蚀性水环境下混凝土的钙溶蚀规律,依据软水和硝酸环境下混凝土钙溶蚀机理,建立了侵蚀性水环境作用下混凝土二维钙溶蚀模型。模型考虑了混凝土中孔隙的曲折度和阻塞率,以及混凝土界面过渡区(ITZ)对孔隙率的影响。利用COMSOL软件对理论模型进行求解,并将数值分析结果与试验值进行对比,验证了理论模型的可靠性。对混凝土二维钙溶蚀规律的分析结果表明:混凝土在软水及硝酸环境中的钙溶蚀深度都与时间的平方根成正比。

    • 基于蒙特卡罗模拟的混凝土坝渗流性态区间综合评价

      2018, 38(3):32-35. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.03.006

      摘要 (1737) HTML (0) PDF 1.30 M (1947) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对混凝土坝渗流性态评价过程中专家单值打分主观性较强等问题,采用区间评分的形式,引入权重因子表征专家评价水平差异,利用区间概率分布函数描述专家意见分歧程度,提出了基于区间宽度的主观权重修正方法,在此基础上利用蒙特卡罗模拟法进行渗流性态综合评价。采用该方法对某混凝土坝7号坝段的渗流性态进行了综合评价,评价等级隶属于基本正常及以上的概率为99.9%,评价结果为基本正常,与实际运行情况相符,表明基于蒙特卡罗模拟的区间评价法应用于混凝土坝渗流性态评价是可行的,可用于不确定性高、单值赋分难度大的工程评价。

    • 基于模糊灰色聚类-组合赋权的病险水库康复度综合评价方法

      2018, 38(3):36-41. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.03.007

      摘要 (2147) HTML (0) PDF 1.57 M (2250) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前除险加固后病险水库康复度难以准确评价的问题,构建了两层评价指标体系,结合模糊灰色聚类和组合赋权法对病险水库康复度进行量化评价。基于熵权法和层次分析法分别计算各康复类型评价指标的主、客观权重,采用组合赋权法将主、客观权重进行组合,得到能反映主客观影响的组合权重;采用灰色聚类法评价水库各康复类型的康复度,依据病险水库各康复类型聚类系数及组合权重创建综合评价的模糊判断矩阵,依据模糊判断矩阵由熵权法和层次分析法求出各康复类型的权重后采用组合赋权法进行组合,最终采用模糊综合评价法评估病险水库除险加固后的康复度。将该方法用于3座病险水库康复度评价,评价结果与水库除险加固实际情况及验收结论吻合,表明该方法具有一定的工程应用价值。

    • 中国大陆TRMM降水多尺度精度评价

      2018, 38(3):42-47. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.03.008

      摘要 (1924) HTML (0) PDF 4.73 M (2404) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据中国气象数据网中国大陆2009—2014年逐日降水格点数据,在月、年时间尺度上,采用误差、相关系数以及相对误差等指标,对热带降水测量(TRMM)降水数据进行精度评价。结果表明在月、年尺度上TRMM降水数据精度均较高,年均误差分布与年降水量相关;月尺度相关系数达到了0.99,年尺度相关系数为0.86;TRMM精度主要受降水强度和海拔地形影响;在干旱和高海拔地区TRMM降水数据精度较低。

    • >工程技术
    • 充填管袋堆积体应力-渗流耦合模型试验

      2018, 38(3):48-53. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.03.009

      摘要 (1714) HTML (0) PDF 2.93 M (2096) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨充填管袋堤坝管袋堆积体渗透各向异性及应力-渗流耦合关系,采用室内大尺度应力-渗流耦合模型试验,研究了多个管袋搭接形成的堆积体采用不同布置方式时上覆应力对管袋堆积体渗透特性以及渗透各向异性的影响。结果表明:管袋间接缝是堆积体渗流的主要通道,管袋按接缝平行渗流方向布置时,堆积体渗透系数远大于垂直方向布置,且易发生渗透破坏;随上覆应力增加,管袋堆积体的渗透系数逐渐减小,渗透各向异性逐渐增强,但不同布置方式时上覆应力的增加对堆积体渗透性的影响程度不同。

    • 硅灰和石灰石粉对碾压混凝土抗裂性能的影响

      2018, 38(3):54-59. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.03.010

      摘要 (2206) HTML (0) PDF 2.98 M (2082) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究硅灰和石灰石粉对碾压混凝土材料抗裂性能的影响及作用机理,采用劈裂抗拉强度、拉压比、弹强比等指标,并结合扫描电镜、热重分析、压汞测试等技术,在石灰石粉-粉煤灰系碾压混凝土中加入硅灰,进行试验分析。结果表明,掺合料总量为40%时,加入5%的硅灰,能够增加微观结构密实度,优化孔结构,有效提高材料的整体抗裂性能。

    • 随机多缺陷条件下土工膜防渗土石坝渗漏特性

      2018, 38(3):60-65. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.03.011

      摘要 (2070) HTML (0) PDF 2.64 M (2265) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于土工膜缺陷渗漏可能对土工膜防渗土石坝的防渗安全性造成隐患,采用饱和-非饱和渗流有限元理论,对坝面防渗土工膜多缺陷随机分布下的典型土石坝进行三维渗流场有限元模拟,合理考虑土工膜缺陷的数量、类型、位置、大小及其分布,重点分析土工膜的渗透量和缺陷渗漏量及膜后浸润面的变化规律。结果表明:与单缺陷条件下大坝渗流特性相比,坝面完好部分土工膜的渗透量变化不大,但多缺陷引起的渗漏量明显增大,导致大坝的总渗流量大幅增加。多缺陷会引起膜后坝体浸润面整体抬升,但局部浸润面高度变化与缺陷位置和数量明显相关,所在剖面缺陷位置越低,数量越多,浸润面抬升越明显。另外,膜后垫层水头局部分布规律与相邻缺陷渗漏的交叉效应相关。

    • 一种修正的软土次固结计算公式

      2018, 38(3):66-69. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.03.012

      摘要 (1945) HTML (0) PDF 1.30 M (2547) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过室内压缩试验研究了软土次固结系数与压力的关系,结果表明可以分别用幂函数和双曲线函数拟合超固结土和正常固结土的次固结系数-压力关系曲线。在试验研究的基础上,考虑压力大小影响和计算收敛特征,对常规次固结计算公式进行修正,提出了一种次固结计算修正公式。工程实例计算结果表明,修正公式能更好地反映软土的次固结特性,具有一定的工程应用价值。

    • 生态清淤及淤泥处置技术在水库整治中的应用

      2018, 38(3):70-75. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.03.013

      摘要 (2123) HTML (0) PDF 3.49 M (3042) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究生态清淤及淤泥处置技术在深水水库中的应用及效果,以通济桥水库生态清淤工程为例,通过对环保绞吸式挖泥船清淤点附近和水库取水口水质的跟踪监测,分析清淤施工对水库底泥污染物扩散的影响,并对板框压滤处理后的干化土含水率和余水指标进行了检测和分析。结果表明:清淤施工仅对距离挖泥船绞刀头20m范围内的水体产生一定的扰动影响,且持续时间较短,对水库取水口水质基本无影响;清淤得到的高含水率淤泥经板框压滤处理后,土的含水率可降低至40%~60%,满足运输和资源化利用要求;处理后的余水指标符合达标排放要求。

    • 多波束测深方法对坝下泄洪消能建筑物冲刷破坏的检测

      2018, 38(3):76-80. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.03.014

      摘要 (1921) HTML (0) PDF 4.92 M (2198) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了无损检测坝下泄洪消能建筑物的冲刷破坏程度,将多波束测深方法从海洋测绘引进到水电站检测,结合水下机器人视频验证,对某水电站的坝下泄洪消能建筑物中的冲刷破坏情况进行检测,以查明水泥混凝土护坦的冲刷破坏程度以及边墙的淘刷深度。通过检测的过程及资料分析,确定了多波速测深系统无信号屏蔽的适用条件,对冲刷、磨损、淘空等精细检测特征进行了总结。结果表明,多波束测深系统对冲刷磨损情况检测效果良好,可以清晰判断冲刷磨损范围及程度,对混凝土错台现象反应明显;对冲刷淘空情况检测效果较好,对冲坑部位水下地形绘制精确,对淘空区域的范围及深度判断较好。

    • 桥墩局部冲刷动态模拟及不同截面的冲刷特性

      2018, 38(3):81-87. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.03.015

      摘要 (1909) HTML (0) PDF 6.98 M (3423) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了获得桥墩局部冲刷随时间的演变过程,探讨不同截面桥墩的冲刷特性,采用计算流体动力学软件FLUENT的自定义函数功能和动网格更新技术,考虑湍流涡增强效应的床面剪应力和坡度影响的临界剪应力,得到床面的输沙率,通过输沙率与床面高程的变化关系实现床面地形随时间的动态变化,并利用泥沙坍塌的调整来克服床面坡度超过泥沙休止角造成的模拟失真及数值不稳定。结果表明:局部冲刷最大深度、冲坑形态及流场结构的模拟结果与试验结果较为吻合;在最大墩宽一致的情况下,流线形桥墩的冲坑深度比圆柱形桥墩降低约45%,比尖角形桥墩降低约40%,冲坑范围也有所下降。

    • 泵站虹吸式出水管虹吸形成时间特性分析及其改善措施

      2018, 38(3):88-94. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.03.016

      摘要 (2094) HTML (0) PDF 3.05 M (2279) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于虹吸式出水管虹吸形成时间的长短直接影响泵站能否安全稳定运行,为研究虹吸形成时间特性及虹吸管改善措施对虹吸形成时间的影响,采用RNG k-ε湍流模型和结构化网格对某一泵站虹吸式出水管进行数值模拟。数值模拟结果表明:水力驱气阶段持续时间与进流流量有关;水力挟气阶段排气速率与水气交界面处流速大小有关;虹吸形成过程中上下气囊的产生对于虹吸形成十分不利,在驼峰顶部设置分流板能有效改善虹吸管内流速分布,加速顶部气囊的排出,缩短虹吸形成时间,且对水力损失影响极小。

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