长江科学院院报

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徐国宾, 尹伟波, 练继建, 彭新民

长江科学院院报. 2007, 24(3): 1-4.

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通过水工模型试验，对糯扎渡水电站溢洪道水垫塘护坡不护底方案进行了可行性研究。在水垫塘平底板（护底）情况下，根据测试出的时均压力、脉动压力和上举力分布分析了底板及边坡的稳定性，以及可能破坏的范围；在水垫塘护坡不护底情况下，研究了各泄洪工况下水垫塘底部及坡脚的冲（淘）刷形态，最大冲（淘）刷深度；在此基础上，分析了水垫塘坡脚淘刷原因，提出了水垫塘的优化布置体型，即扩宽水垫塘并加设护坡台板。试验结果表明，优化后的水垫塘采用护坡不护底方案是可行的。

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基于GIS的长江口北港冲淤演变及河道特征可视化分析

潘雪峰, 张鹰

长江科学院院报. 2007, 24(3): 5-7.

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以1964 2002年多幅不同年代的长江口北港海图为基础资料，利用GIS和DEM相结合的方法，并借助于三维河道冲淤演变立体图和冲淤量数据，分析了北港的冲淤演变和河道特征演变。结果表明：1964 2002年，北港河段整体表现为冲刷，泥沙冲刷量为3.775亿t；在38年里北港河道的断面形态经历了从两槽一脊向三槽两脊以及三沙四沟的复杂演变。研究方法可在今后河势分析、河道整治研究中加以应用。

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无网格法河流数值模拟平面区域自动布点技术

蔺秋生,黄莉,张细兵

长江科学院院报. 2007, 24(3): 8-10.

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无网格法数值模拟基于变分原理，采用权函数来拟合真实解，因此，权函数的构造形式至关重要。无网格法不需要网格单元，只需具体的节点信息，是一种很有前途的数值模拟方法。在已有研究工作的基础上提出一种复杂河道平面区域布点算法，利用该方法生成的离散节点可直接用于无网格法数值模拟计算，也可以进一步利用各种网格化方法，由散点生成无结构网格。为了控制散点分布密度，引入了密度控制函数。区域布点算法的一个关键技术是点包含算法，给出了一种既简便又易于实现的算法。应用实例检验了所提出的方法的可行性，并编制了FORTRAN语言环境下的自动生成程序。

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长江流域土壤侵蚀预报模型研究进展

刘纪根, 张平仓, 任洪玉

长江科学院院报. 2007, 24(3): 11-15.

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土壤侵蚀模型是定量评价土壤侵蚀影响,进行土地利用和水土保持规划的科学工具。总结了长江流域土壤侵蚀模型的主要成果，对长江流域国外物理模型的应用、USLE模型的应用、经验性模型、物理过程性模型作了详细介绍，以期为今后长江流域的土壤侵蚀模型研究提供一定的参考意见。

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环境变化对钉螺扩散影响规律研究

王家生, 卢金友, 魏国远, 姚仕明

长江科学院院报. 2007, 24(3): 16-19.

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钉螺扩散是血吸虫病传播的最主要途径。综述了目前关于环境因素对钉螺生存和扩散影响方面的研究，分析了温度、纬度、高程、水位、土壤植被等环境要素对钉螺影响的程度。指出生态扩散是钉螺扩散的最基本过程。研究了环境变化和人类活动对钉螺扩散的影响，并对影响机理进行了初步探讨，结果表明：温度对钉螺扩散的影响是一个缓慢的过程，研究短时间（几年或几十年）钉螺扩散变化主要考虑洪涝灾害等因素的影响；洪水对钉螺扩散影响具有两面性，洪水年水位抬高将抑制钉螺的生长，同时洪涝灾害使钉螺从有螺地区向无螺地区扩散，因此出现洪灾后钉螺数量先减少后增加的现象。

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大坝安全监控的门限回归预测模型及其应用

何鲜峰, 郑东健, 谷艳昌

长江科学院院报. 2007, 24(3): 20-22.

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大坝监测效应量在工作过程中受内部和外部因素的共同作用，经常出现跳跃、渐变、再跳跃等复杂周期变化，表现出高度的非线性，为建立常规的大坝安全监控预测模型带来了不少麻烦。借鉴门限自回归模型的门限思想，在常规回归模型中引入门限因子和门限值，利用提出的最佳拟合相关分析法确定门限因子和门限值，建立了门限回归模型。计算实例表明该方法用于大坝安全监控预测可以取得满意的效果。

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基于MATLAB环境的抗滑桩智能优化设计系统

夏元友, 曹杉杉, 刘磊

长江科学院院报. 2007, 24(3): 23-26.

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介绍了基于MATLAB的抗滑桩智能优化设计系统的基本思路，并给出了该系统的总体结构、主要功能以及主要模块——抗滑桩BP网络结合模拟退火遗传算法SAGA(Simulated Annealing Genetic Algorithm)优化设计模块。该系统主要实现了非线性优化方法和BP网络结合模拟退火遗传算法两种优化方法智能优化抗滑桩设计，最后将该系统应用于云南省祥临公路古滑坡防治方案优化设计。

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土的剑桥模型发展综述

徐舜华, 徐光黎, 程瑶

长江科学院院报. 2007, 24(3): 27-32.

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土的本构理论是理论土力学的重要内容，著名的剑桥粘土弹塑性本构模型被看做现代土力学的开端，是当前在土力学领域内应用最广的模型之一。为此简要介绍了剑桥模型及修正的剑桥模型，并对剑桥模型的发展进程作了较为系统的评述，分析总结了剑桥模型的局限性，指出在剑桥模型基础上针对其局限性进行改进和修正仍是岩土材料建模的重要方向。

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拉格朗日元法中无限域问题的求解

戴荣, 李仲奎, 尹宏磊

长江科学院院报. 2007, 24(3): 33-36.

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近年来，拉格朗日元法在岩土工程中得到了广泛的应用。但它对岩土工程中大量存在着的无限和半无限域问题并没有进行有针对性的处理，仍然不得不采用截断边界的办法。在对拉格朗日元和无限元的数值格式进行深入研究的基础上，将无限元引入拉格朗日元中，提出了二者的耦合方案：在中心计算区域采用拉格朗日元，而边界则采用无限元来处理；在求解时，对无限元边界也采用显式格式，无需形成整体刚度矩阵；算法的收敛性问题也得到了较好的解决。数值算例表明，所提出的算法能显著地降低截断边界对计算结果的影响。

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混凝土面板极端破坏情况下面板坝渗流特性研究

王瑞骏, 吕海东, 李炎隆

长江科学院院报. 2007, 24(3): 37-41.

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基于等宽缝隙稳定流的运动规律，研究建立了混凝土面板极端破坏情况下面板接缝及密集裂缝型面板的渗流计算模型。借助于这些模型，使得面板接缝及密集裂缝型面板渗流的有限元模拟计算成为可能，从而为在面板发生极端破坏情况下面板堆石坝的有限元渗流分析提供了有效的途径。通过实例分析，还获得了在面板发生极端破坏情况下面板堆石坝的渗流变化规律。 

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离子土壤固化剂加固红粘土的试验研究

崔德山, 项伟, 董建军, 陈琼

长江科学院院报. 2007, 24(3): 42-45.

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利用离子土壤固化剂（ionic soil stabilizer，简称ISS）加固红粘土，通过对不同配比的阿太堡试验、收缩试验、自由膨胀率试验和无侧限抗压强度试验结果进行分析，得出了ISS加固红粘土压实性能和强度的变化规律。试验表明：加入ISS后，红粘土的承载力增大，粘土颗粒的结合水减少，塑性指数可以降低在12%左右，但并不是ISS加入越多越好。最后，从ISS影响双电层的结构和ξ电位等方面，对ISS 加固土的机理进行了分析。

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水利工程防渗墙柔性墙体材料的性能与应用研究

代国忠, 殷琨

长江科学院院报. 2007, 24(3): 46-49.

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在总结我国水利工程防渗墙墙体材料类型、特点和发展历程的基础上，着重对塑性混凝土、自凝灰浆和固灰浆等柔性墙体材料的组成、性能指标和应用情况做了比较科学的分析和探讨。列举了国内外部分防渗墙工程塑性混凝土基本配合比及性能参数；国内自主研发的自凝灰浆墙体材料及应用于三峡工程三期围堰防渗墙的配合比；固化灰粘土浆、膨润土浆的物理力学性能及固化灰浆采用不同制搅方法时的配合比。分析了上述3种柔性墙体材料的应用前景和发展方向，并通过室内正交试验，优选出了一组固化灰浆配方，该组配方有一定的推广应用价值。

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碾压混凝土坝温度场与应力场全过程仿真分析

唐欣薇, 李鹏辉, 张楚汉

长江科学院院报. 2007, 24(3): 50-53.

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根据碾压混凝土坝的施工特点，基于有限单元法，对彭水水电站碾压混凝土重力坝溢流坝段的施工期和运行期（共长达2 001 d）的温度场、应力场进行全过程仿真计算。温度场计算考虑了逐日气温变化、混凝土的水化热以及入仓温度、库水等对坝体温度的影响；应力场计算考虑了自重、静水压力、温度荷载、混凝土徐变、随龄期而变化的混凝土弹性模量等因素，对施工过程中渡汛泄洪冷却、施工入仓温度、寒潮袭击等多种工况进行了分析，提出了合理的施工程序及温控措施。仿真结果表明，环境温度、入仓温度对碾压混凝土坝的最高温升、温度场及应力场分布有着明显的影响。

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新疆山口水库混凝土碱 - 骨料反应试验研究

胡新丽, 李鹏翔, 李玉鹏

长江科学院院报. 2007, 24(3): 54-56.

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碱 - 骨料反应对混凝土的耐久性危害很大，混凝土的耐久性对大坝的安全十分重要。新疆山口水库采用5个天然料场的骨料作为混凝土骨料，由于骨料成分复杂，为此，对新疆山口水库混凝土骨料的碱活性采用岩相法、砂浆棒快速法、粉煤灰抑制效果试验等多种方法进行研究。试验结果表明：该水库骨料中含有活性骨料，为确保工程安全，应采取工程措施抑制碱骨料反应，如采用低碱水泥或掺加不少于20%粉煤灰等。

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激光-电涡流式水泥基材料体积变形智能测试仪的研发

马保国, 温小栋, 鄢佳佳, 王明远, 潘伟

长江科学院院报. 2007, 24(3): 57-60.

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由于采用现有装置对水泥基材料在不同环境下的变形性能进行研究存在许多不足之处，因此开发出一种多环境下水泥基材料体积变形在线监测仪。本仪器采用环境模拟技术，激光、电涡流测微技术及传动系统实现在多环境下，对多组试件进行非接触式变形自动化监测，并利用自行设计的模具，可带模测试，使其适合早期体积变形试验。本仪器适用范围广（如：玻璃、陶瓷、墙体材料等）且具有测试成本低、高精度、智能化的优点。

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水轮机导叶关闭规律对大波动过渡过程的影响分析

吴迪, 程远楚

长江科学院院报. 2007, 24(3): 61-63.

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在对水电站过渡过程进行调节保证计算过程中，利用Matlab软件编制的水电机组仿真程序，探讨了导叶两段关闭过程中3个关键因素，即第一段关闭时间、第二段关闭时间和导叶位置拐点开度对机组转速和蜗壳水压的影响。根据实例计算结果得出的曲线图，分别确定了第一段关闭时间为6 s，第二段关闭时间为12 s，导叶位置拐点开度为65%。所得参数优化了导叶关闭规律，有效地解决了在甩负荷过渡过程中机组转速上升和蜗壳水压上升之间的矛盾。 

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三峡工程运行初期上游引航道通航水流条件研究

陈辉, 赵岚, 刘珊燕, 杨伟

长江科学院院报. 2007, 24(3): 64-67.

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三峡工程运行初期，上游引航道通航水流条件受水库调度等因素的影响变得更加复杂。针对隔流堤漫顶后上游引航道内通航水流条件的变化，通过水工模型及自航船模对上游的航道通航水流条件进行了试验研究。试验成果表明：在通航条件下，在引航道内与口门区的水力学参数均能满足设计要求，船模船队航行上下行均较顺畅。

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金沙江阿海水电站坝址地应力测试与评价

周春华, 尹健民, 刘元坤, 郭喜峰

长江科学院院报. 2007, 24(3): 68-71.

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为了评价金沙江阿海水电站坝址区地应力的分布特征，进行了水压致裂法测试与分析。结果表明：应力量值较低，最大水平主应力方位呈NW向。后者可以归结为坝址区地形地貌和水平构造应力的共同作用，并受到周边区域断裂构造的影响。

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模型试验流量与水位自动控制系统研制

贺昌海, 雷川华, 周小平, 李森

长江科学院院报. 2007, 24(3): 72-74.

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鉴于购置价格昂贵，自主研发了模型流量及水位控制系统。该系统由高精度电磁流量计、电动调节蝶阀、流量控制器、精密跟踪水位仪、水位控制器与主控计算机构成。流量和水位控制器硬件结构均以单片机为核心，采用双积分高精度A/D转换芯片进行数据采集，其软件设计采纳了嵌入式操作系统，并采用了自整定PID运算单位。该系统改善了试验方法和手段，提高了测量和控制精度，其可靠性高、稳定性好，能适应各种复杂恶劣的工作环境，系统已成功应用于生产实践，并可在水工及河工模型试验中推广。

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分期导流过水围堰水力计算模型研究及应用

彭杨, 陈伟锋, 纪昌明

长江科学院院报. 2007, 24(3): 75-78.

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根据水力学基本原理，建立了分期导流过水围堰水力计算模型，联合求解过水围堰和束窄河床的过流能力及相应的沿程水位、流速和上下游水位落差等水力要素。采用2005年向家坝坝区河段的实测资料对该模型进行了验证，计算结果与实测资料符合良好，可用于工程实际导流决策中。

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2007年, 第24卷, 第3期　
刊出日期：2007-06-01

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