2010年, 第27卷, 第7期　
刊出日期：2010-07-01

  

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江湖泥沙与治理
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  长江口九段沙近期演变及其对北槽航道回淤的影响

  刘 杰，赵德招，程海峰

  长江科学院院报. 2010, 27(7): 1-5.

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  利用现场水文、泥沙以及水下地形观测资料，分析了近期九段沙的冲淤演变过程、机理及其对北槽航道回淤的影响。结果表明，近10年来九段沙总体呈现“长高不长大”的变化特点，即0m以上高滩淤涨明显，而2m和5m中低滩面变化不大。九段沙的淤高使得南导堤的挡沙功能减弱，一定的风浪条件下九段沙滩面相对较高浓度的含沙水体涨潮越堤进入北槽中段，增加了近期北槽航道回淤的泥沙来源。
水资源与环境
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  水资源优化配置的制度研究

  张一清

  长江科学院院报. 2010, 27(7): 6-11.

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  在保证基本的用水约束如总量平衡约束、生态用水和基本生活用水约束条件的前提下，水资源配置制度目标是用水收益最大化。最优的水资源优化配置制度的实质是在满足基本的用水约束的前提下，将水资源在工业、农业和第三产业之间进行合理分配，使水资源的使用收益最大。建立了水资源配置制度的理论框架，提出了水资源配置制度的有效性判别标准以及如何使现有水资源配置制度向最优水资源配置制度逼近，即从规范角度利用机制设计原理，通过寻找最小化的制度外利润 , 构建合作博弈模型，探讨同时满足参与约束和激励相容约束的制度设计。
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  基于灰色系统理论的几种需水量预测方法分析

  杜 涛 , 叶 琰 , 李洪伟 , 廖城毅 , 沈 亮

  长江科学院院报. 2010, 27(7): 12-16.

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  在灰色系统理论下，运用几种方法弱化原始需水量数据，并进行对比分析。分析表明二阶弱化算子修正与累加生成相结合的方法精度较高，最终验证了该模型应用于重庆市北碚区需水量预测的可行性及有效性，预测2015年北碚区需水量为2.45亿m_³，2020年北碚区需水量为2.69亿m_³。
工程安全与灾害防治
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  典型滑坡危险度预测的距离判别分析模型

  周 健 ，史秀志 ，郑 纬 ，杜 坤，王怀勇

  长江科学院院报. 2010, 27(7): 17-21.

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  应用统计学理论并结合工程实际，从典型滑坡的强度指标和发生可能性指标这2个方面出发，选取滑坡规模、坡度、高差、坡体结构、地层关系、坡型、块石含量、地层和岩性9个影响因素作为判别因子，建立典型岩质滑坡危险度评价的距离判别分析模型(DDA) 。利用奉节县18个典型岩质滑坡工程实例作为学习的样本进行训练和检验 , 回判估计的误判率为0 ；利用该模型对另外6组现场数据作为预测样本进行测试，预测结果与实际情况吻合较好。研究结果表明：距离判别分析模型预测精度较高，回代估计的误判率低，是典型岩质滑坡危险度评价的一种有效新方法。
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  蓄滞洪区洪水调度优化研究

  刘 云 , 李义天, 谈广鸣, 邓金运, 孙昭华, 寇继生

  长江科学院院报. 2010, 27(7): 22-25.

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  针对洪水调度中影响因素众多且有不确定性因素的特点 , 引入多目标模糊优选理论和方法 , 建立了蓄滞洪区洪水调度方案模糊优选模型。并将此模型应用于实际洪水调度中，有效地解决了受确定性因素和不确定性因素影响的蓄滞洪区洪水调度方案的多目标优化决策问题。
水力学
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  同侧竖缝式鱼道水力特性的数值模拟

  曹庆磊 ，杨文俊 ，陈 辉

  长江科学院院报. 2010, 27(7): 26-30.

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  分别采用标准的k-ε模型和雷诺应力方程模型(RSM)对同侧竖缝式鱼道池室内的水流进行了三维数值模拟。对鱼道池室内的流场、雷诺剪切应力等相关水力要素进行了分析，并应用水工模型试验成果对2种紊流模型的结果进行了验证比较。结果表明：2种紊流模型均可模拟同侧竖缝式鱼道水流基本特性，但 RSM 模型流速场的计算结果与水工模型试验结果更为吻合。
岩土工程
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  基于RBF神经网络的加筋粘土本构模型

  石修松， 王路 君，程展林

  长江科学院院报. 2010, 27(7): 31-35.

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  用室内三轴试验得到了加筋粘土的应力-应变关系，在此基础上建立了基于RBF神经网络的加筋粘土本构模型，利用此模型对加筋土在不同加筋层数情况下的本构模型进行仿真，并将其与试验值进行对比。结果表明，RBF神经网络能够很好地逼近加筋粘土的本构关系且具有较强的泛化能力，可以反映加筋层数和应力路径的影响。
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  滨海盐渍土的强度特性试验与机理分析

  梁健伟，房营光 ，陈 松

  长江科学院院报. 2010, 27(7): 36-40.

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  为深入研究滨海盐渍土等特殊黏土的不良工程特性产生的物理化学机制，结合中国交通建设股份有限公司在科威特 Bubiyan 岛的海港盐渍土软基加固工程现场的盐渍土地基开展试验研究。通过十字板剪切试验、三轴试验、直剪试验、液塑限试验与成分分析、电化学特性等物理化学试验，探讨在水的作用下由可溶盐离子引起的土颗粒表面微电场的变化对盐渍土抗剪强度的影响，并与广州南沙软土的工程特性进行了对比。试验及分析结果表明，自然成因、可溶盐含量和颗粒表面电荷密度是两者在强度特性上产生差异的重要原因，同时也是科威特滨海盐渍土具有低强度、低液塑限等宏观不良工程特性的主要因素，对滨海盐渍土强度特性的研究为指导该项目的软基处理方案提供了实验参数与理论基础，并为滨海盐渍土地区的地基处理提供了有益的参考。
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  受承台和埋深影响的沉井水平位移计算

  刘 鹏 ，殷永高，孙敦华，周正明

  长江科学院院报. 2010, 27(7): 41-46.

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  在桩的线弹性地基反力法基础上，求出考虑承台以及埋深影响的沉井水平位移的通解，即在沉井计算中，经常遇到的地面处水平抗力不为0时新的计算方法。并对沉井的边界条件作出了数学上的归纳总结，它们涵盖了在实际中可能遇到的大多数情况。推导出了对应于每种工况的显式表达式，并利用安徽马鞍山长江大桥的实际数据验证了所求得的显式解的数学上的正确性和力学上的合理性。所得出的公式对长桩、短桩、细桩、粗桩以及沉井桩都适用。承台对沉井（桩）的约束体现在桩顶的边界条件中。
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  某水电站坝前右岸拉裂变形体稳定性分析

  况磊强，杨晓娟，费文平，陈科文，崔华丽

  长江科学院院报. 2010, 27(7): 47-50.

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  拉裂变形体作为一种特殊的地质分离体，其稳定性评价方法尚不成熟。以某水电站坝前右岸拉裂变形体为例，采用二维极限平衡方法分析了各运行工况下边坡治理前后的稳定性。基于外部变形、测斜仪和滑动测微计的监测成果，结合具体地质情况，对边坡的可能滑面位置和滑动可能性进行了探讨。分析结果表明，“破碎带”的错动是边坡变形的主要原因，施工期拉裂变形体总体趋于稳定。
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  利用河道疏浚土方填筑堤防的技术研究

  许长安

  长江科学院院报. 2010, 27(7): 51-55.

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  根据已有的工程建设经验，针对东南沿海地区平原河网的特点，通过对河道疏浚土方物理特性的分析研究，在现有疏浚船的基础上，经过反复的试验，对疏浚机械和施工工艺进行了研制和创新，成功地解决了土质堤防筑堤的土料来源和河道疏浚土方的利用两大问题。并在工程实践中探索出适当的填筑控制措施及控制性指标。经在“治理太湖”国家重点水利工程——湖州市导流港拓浚等工程中的实践，取得了显著的经济效益和环保效益。继而在南浔区万里清水河道工程中推广应用，也取得了良好的效果。
水工结构与材料
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  适用于数值流形法分析的混凝土徐变递推公式

  林绍忠 ，明峥嵘

  长江科学院院报. 2010, 27(7): 56-59.

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  目前大体积混凝土结构温度应力仿真计算主要采用有限元法。对于复杂结构，有限元法仿真计算存在计算规模大、前处理难度大等问题。数值流形法具有网格剖分和自适应分析方便等优点，可为温度应力仿真计算提供有力的分析手段。混凝土徐变可以松驰温度应力，在温度应力仿真计算中一般都要考虑徐变的影响。有限元法中采用的徐变递推公式是基于数值积分点的应力状态，但数值流形法的单元应力呈多项式函数分布，这种递推公式已不适用。为此，推导了适合于数值流形法的徐变递推公式及等效荷载计算公式，并编制了数值流形法仿真计算程序，通过数值算例验证了公式的正确性。
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  穿黄隧洞纵向变形三维有限元分析

  谢小玲, 苏海东, 林绍忠

  长江科学院院报. 2010, 27(7): 60-64.

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  穿黄隧洞深埋于河床摆幅大、冲淤变化剧烈的黄河河道，地处 7 度地震区，是一个由数百个环拼装联结的非连续变形柔性结构。河床冲淤变化以及地震荷载对隧洞纵向变形以及纵向变形缝的影响问题，是隧洞方案是否可行的关键技术问题之一。为此，采用自编的考虑接触的三维非线性有限元分析程序，计算隧洞结构纵向变形、变形缝张开度、错动位移等。针对隧洞模型计算范围大，接触面多等特点，通过采取多项措施控制计算规模，保证计算精度，结合程序的方程组快速求解方法，解决了穿黄隧洞纵向变形这一技术难题。计算结果表明，在最不利荷载组合作用下，隧洞变形缝的张开度、错动位移和相应跨缝螺栓应力以及混凝土应力均在设计控制的范围内，满足设计要求。
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  三峡泄洪坝段纵缝对地震反应影响的研究

  陈玲玲， 戴湘和， 钱胜国

  长江科学院院报. 2010, 27(7): 65-68.

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  泄洪坝段是三峡工程的重要建筑物之一，最大坝高 181.0 m ，以前的大坝抗震分析是按整体结构模型。现按实际情况设置施工纵缝，研究在地震作用下纵缝的接触状态以及泄洪坝段的响应。分别建立整体、有纵缝无间隙和有间隙 3 种模型进行地震响应分析比较，缝面按接触状态非线性问题处理，计算采用时间逐步积分法。研究结果表明：整体坝与有纵缝坝的地震动力响应存在着差异，有纵缝坝似 3 根叠梁 , 缝两端的两侧应力不连续，但三峡泄洪坝仍能保持与整体坝基本相同的功能。
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  水利工程低弹模混凝土防渗墙适应性评价研究

  马福恒 ， 华伟南， 刘成栋 ， 向 衍

  长江科学院院报. 2010, 27(7): 69-72.

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  低弹模混凝土防渗墙由于其弹模小，与周围变形能够较好协调，在许多水利工程中得到应用，但由于工作条件较为复杂，其适应性影响因素较多，目前尚没有一个完全成熟的评价体系及方法。因此，针对水利工程特点，建立低弹模混凝土防渗墙适应性评价体系，并借助多层次模糊综合评判模型，结合工程实例加以分析。分析结果符合工程实际，表明该适应性评价体系有效，评价方法可行，为今后水利部门对低弹模混凝土防渗墙在实际工程的适应性评价提供了一种手段。
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  高效预应力混凝土T型梁非线性数值分析

  唐克东 , 傅 建 , 赵顺波

  长江科学院院报. 2010, 27(7): 73-75.

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  以高效预应力混凝土T型梁受力试验成果为基础，采用考虑材料非线性的有限元方法，选取适当的材料本构关系和计算模型，对试验梁进行了受力全过程仿真计算分析，通过有限元分析和试验数据的结果对比，探讨 ANSYS 数值模型分析预应力混凝土结构变形性能的可行性，为实现预应力混凝土结构的“虚拟试验”提供了依据。
科技简报
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  Geo-slope 在工程应用中竖向边界选取问题的探讨

  刘奉银, 刘国栋, 张 瑞, 张 斌

  长江科学院院报. 2010, 27(7): 76-78.

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  以西安市某均质土坝为例，在上下游地层竖向边界不设置边界条件、加透水边界、加无限边界和无限边界加透水边界等条件下，计算了大坝和坝基渗流场，并进而采用Seep和Slope耦合，研究了边界条件的选取对渗流及边坡稳定的影响，得出如下结论：竖向边界简单取为无限边界时计算结果与实际不符；加透水边界时计算的渗流量和下游坡脚处的水力坡降符合实测资料，安全系数大小也比较可信。该结论可为边界条件的选取提供参考。