长江科学院院报

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孟震, 杨文俊

长江科学院院报. 2011, 28(5): 1-4.

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绝对隐蔽度和相对隐蔽度是泥沙颗粒隐蔽度研究中的2大派别。针对韩其为定义的二维泥沙颗粒相对隐蔽度，给出了统计意义上的宽级配非均匀沙颗粒相对隐蔽度的计算式，对该式的物理意义进行了讨论，并提出了基于泥沙相对隐蔽度的宽级配非均匀沙中“大颗粒”、“小颗粒”、“中等颗粒”的概念。

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城市居民用水阶梯水价计量模型及应用

王莉芳，陈春雪，熊霆

长江科学院院报. 2011, 28(5): 5-8.

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为了科学地制定城市居民用水定价，以水价改革目的为指导，根据城市居民用水定价原则，结合需求弹性相关理论，建立基于正态分布假设的城市居民用水阶梯水价计量模型并给出模型的评价标准，对城市居民用水的不同阶梯定价模式进行评价。以北京市2004年水价听证会上提出的城市居民用水阶梯水价方案为实例进行研究，得出1∶3∶5的阶梯水价是更优的结果。进而对其它阶梯水价方案进行了进一步分析和论证，给出二级与三级阶梯水价级差对实现水价改革目标的不同作用，最后对城市居民用水定价提出相应的对策与建议。

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雅砻江中游某滑坡群形成条件及工程影响分析

吉锋1，唐兴君，石豫川 

长江科学院院报. 2011, 28(5): 9-13.

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某大型水电站位于雅砻江中游，在调查期间发现短短30 km河段内发育10个特大型-巨型古滑坡体，滑坡体规模巨大，方量4 000×10⁴～12 000×10⁴ m³不等，沿江长度达数千米，最大深度达200 m以上，且70％发育于河流右岸，滑坡群对拟建的工程影响巨大且不可回避。通过因素分析获知：滑坡群在此处的发育有其必然性，其与河谷形态、陡峻的深切峡谷地貌、软硬相间的岩层结构、分区性前波大断裂的切割等因素密切相关，其形成机制可归纳为滑移拉裂型、滑移弯曲型（溃屈）、弯曲-拉裂型（倾倒）3大类。最后结合滑坡的稳定性和拟选坝址位置对工程影响进行评价，得出如下结论：工程区滑坡数量众多，与坝址相间分布，在上、中、下坝址间选择上坝址对工程安全性最为有利，尤其是避开了下游有复活迹象的3个特大型滑坡，最后提出相应工程建议，可对工程建设起一定参考。

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南门湾滑移式危岩体风险评价研究

李漪，晏鄂川，胡显明，杨建国

长江科学院院报. 2011, 28(5): 14-17.

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位于巫溪县的南门湾危岩带曾发生多次破坏，共造成百余人死亡，严重制约了当地的社会经济发展。在前人研究成果的基础上，选择危岩带中4个滑移式危岩体为研究对象，根据蒙特卡洛模拟法计算出它们在天然和暴雨工况下的破坏概率，并结合实际情况分析了危岩体的威胁对象及其易损性，最后根据以上数据计算得出：自然工况下人员伤亡风险为0.30人，经济损失风险为15.16万元；暴雨工况下人员伤亡风险为0.65人，经济损失风险为31.91万元。评价结果可为防灾减灾服务。

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乐昌峡水利枢纽工程溢流坝泄洪消能研究

黄智敏，何小惠，钟勇明，陈卓英，付波

长江科学院院报. 2011, 28(5): 18-22.

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乐昌峡水利枢纽工程坝址处河道狭窄，溢流坝的泄洪落差和单宽流量较大，且电站尾水出水口靠近溢流坝，因此，溢流坝泄洪安全是枢纽工程的关键技术问题。通过溢流坝泄洪消能模型试验研究，对溢流坝堰面曲线、两侧收缩边墙、闸墩、挑流鼻坎等布置和体型进行了优化，改善了其运行水力特性，妥善解决了溢流坝泄洪消能防冲的问题。

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X型宽尾墩水气两相流场的数值模拟

罗书靖，徐玲君 , 薛阳

长江科学院院报. 2011, 28(5): 23-26.

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采用VOF方法和RNGk-ε模型对X型宽尾墩三维紊流流场进行了数值模拟，利用隐式解法提高了计算速度，捕捉到了水气两相流场并完成了对流场紊流特征的正确模拟。模拟结果表明：该模拟与实测结果吻合良好，说明采用的数值模拟技术对于自由水面的模拟能力可以满足工程实践的需要。

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VOF方法模拟水面振荡流场

廖斌，陈善群

长江科学院院报. 2011, 28(5): 27-30.

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应用VOF(Volume of Fluid)方法结合不可压缩流体的N-S方程和连续性方程对矩形水池中的水面振荡流场进行数值模拟。采用共轭剩余法结合差分法求解N-S方程和连续性方程，采用施主-受主法求解流体体积函数控制方程。计算得到一个振荡周期内典型时刻矩形水槽水面振荡流场分布情况并与理论分析结果进行比较。并将计算得到的前6个周期时刻的振荡流场自由面分布曲线进行比较。结果表明,数值模拟所得水面振荡流场演化过程符合理论规律,VOF方法能够较为精确地模拟水面振荡流场。

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大采高综放开采煤岩损伤统计力学模型

高召宁 ，孟祥瑞，王向前 

长江科学院院报. 2011, 28(5): 31-34.

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根据特厚煤层大采高综放开采煤壁前方支承压力的分布特征，从煤岩内部缺陷的随机性分布特征出发，基于反映煤岩内部缺陷的微元强度服从韦布分布的概念，建立了支承压力作用下煤岩的损伤统计力学模型，确定了特厚煤层大采高综放面在煤壁片帮不影响生产的情况下的合理采高，并分析了特厚煤层大采高综放面合理采高与煤壁片帮程度、煤层内摩擦角、煤层内聚力和顶煤变形的关系。最后，通过工程实例分析，验证了该模型的合理性。

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基于土拱理论的土体坍塌机理研究

刘丹珠，张家发，李少龙，王丙杰

长江科学院院报. 2011, 28(5): 35-41.

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在均质堤基或典型双层堤基中由于各种原因形成土洞，其轮廓线是拱形。将土拱近似为三铰拱，应用结构力学中三铰拱合理拱轴线的求解方法，推导了土拱的近似合理拱轴线方程。应用太沙基提出的土拱效应存在条件，推导了在粘性土和无粘性土的土拱的最小拱高和最小拱厚计算公式，分析了拱形参数的合理性及形成稳定土拱的条件。应用本文的土体坍塌机理研究可以用来判断土洞的稳定性。

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硬壳层软土地基竖向附加应力分布研究

张军辉，江伟唯，郑健龙

长江科学院院报. 2011, 28(5): 42-45.

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采用有限元法对条形均布荷载作用下硬壳层软土地基竖向附加应力进行数值模拟，得到了不同厚宽比及模量比时层间竖向附加应力系数，编制了表格以便查询；通过二元回归分析得到了厚宽比、模量比与层间竖向附加应力系数的近似函数关系；结合“等效深度”概念，推导了一个硬壳层软土地基竖向附加应力分布的计算公式，并通过实例验证了计算公式的有效性。

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大跨度悬索桥锚碇基础基底土压力智能预测研究

任丽芳 ，袁宝远

长江科学院院报. 2011, 28(5): 46-49.

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将灰色系统（GM(1,1)）、BP神经网络、灰色神经网络（GNNM(1,1)）3种智能预测模型分别应用于深大基坑锚碇基础的基底变形预测过程中，以润扬大桥北锚碇基础基底土压力的监测资料为例进行动态预测分析，并与实测值进行了比较。结果表明：3种模型土压力预测值的相对误差分别为1.11%，0.77%和0.43%。GNNM（1,1)模型的预测结果更接近于实测值，与GM(1,1)和BP神经网络相比，GNNM(1,1)更适宜对波动较大的线性数据和非线性数据进行拟合，可以在工程中推广应用。

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锚索内锚段荷载分布及其随时间变化规律

景锋，成传欢，余美万，陈昊，刘元坤

长江科学院院报. 2011, 28(5): 50-54.

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现关于预应力锚索的研究多集中在荷载传递与加固机理方面，而对于运行期内锚段载荷分布随时间变化及其与锚索有效预应力的关系研究则较少。基于某水电站预应力锚索现场试验，研究了锚索张拉过程中的内锚头变位与内锚段载荷的非线性传递，及运行初期内锚段载荷分布随时间的调整变化规律及其与预应力变化间的影响。研究发现，拉力集中型锚索张拉后内锚段应力集中现象很严重，运行初期荷载从内锚段起始端向尾部发生了转移和调整，即是在锚索预应力快速下降阶段；但随着锚索预应力的持续降低和趋稳，内锚段荷载从起始端向尾部转移停止，随之沿整个内锚段的受荷均减小并趋于稳定，其后期变化规律与锚索预应力变化规律趋于一致。

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重庆鱼嘴长江大桥锚碇抗剪强度试验研究

肖本职, 吴相超, 刘娅

长江科学院院报. 2011, 28(5): 55-58.

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以鱼嘴长江大桥南北锚碇2种工况下的混凝土与基岩接触面原位直剪试验为背景，结合工程地质特性，对较高强度混凝土与坚硬基岩接触面抗剪强度的影响因素进行了全面分析。认为： ①对于较高强度混凝土及坚硬基岩而言，混凝土强度的提高对接触面摩擦系数f的提高贡献不明显，主要贡献在提高粘接力c值；在控制好混凝土质量及建基面岩体质量的前提下，确保混凝土与建基面间的浇筑质量更显关键。②水使接触面抗剪强度略有降低，但影响程度有限；混凝土与基岩接触面在高水头、长时间水浸泡状态下抗剪强度参数的降低程度有待更深入地研究。③较高强度混凝土与坚硬基岩接触面的剪切破坏都呈典型的脆性破坏特征。

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丹江口大坝混凝土芯样的微观测试与分析

李珍 ，肖靓，汪在芹

长江科学院院报. 2011, 28(5): 59-62.

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丹江口大坝初期工程混凝土中含有一定量活性骨料——燧石，使得大坝混凝土存在碱骨料反应发生的风险。为此，对大坝混凝土进行了取芯研究，重点对原始芯样与养护后芯样采用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）进行了微观测试与分析，以准确判断大坝混凝土碱骨料反应发生情况。分析结果表明：由于建设初期采取的措施得当，运行40余年的大坝混凝土没有任何碱骨料反应发生；但是当混凝土芯样在一定的养护条件下，即同时具有活性骨料、碱和水3个必要条件时，仍会发生显著的碱骨料反应。由此得出：为了保证含有碱活性骨料的大坝混凝土能够长期安全运行，加高工程混凝土除采取适当的抑制措施以外，还应该加强整个大坝的防渗保护。

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引松隧洞预应力钢筋混凝土衬砌结构计算分析

刘阳，王倩，刘阳(女)

长江科学院院报. 2011, 28(5): 63-66.

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针对吉林省中部城市引松供水工程机械式后张法预应力钢筋混凝土衬砌输水隧洞工程，采用普通解析法和弹塑性有限元2种计算方法，对预应力钢筋混凝土衬砌进行了计算对比分析，提出了有限元计算结果是合理可行的。计算结果表明：对于本工程线路穿越沟谷及波状台地区的多段浅埋有压隧洞，采用预应力混凝土衬砌结构是切实可行的。对于预应力钢筋混凝土衬砌隧洞这种复杂的结构形式，采用有限元计算能够更好地模拟开挖、预应力施加、围岩与衬砌结构的受力状态，相对于普通的解析法，其计算结果更接近实际，对控制工程总投资可起到关键作用。同时总结了预应力衬砌的优点和应用前景，提出了需要进一步研究和探讨的问题。

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基于混合像元分解的武汉市湖泊面积变化监测

张晗，夏丹宁，张昊成，王晓昳

长江科学院院报. 2011, 28(5): 67-70.

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以中等分辨率Landsat TM/ETM+为数据源的常用水体提取方法有阈值法、谱间关系法、归一化水体指数法和分类法，然而这些方法都未考虑混合像元的影响。遥感影像上不可避免的存在着混合像元，这使得基于像元的遥感信息提取精度难以满足较高精度应用需求。首先利用混合像元线性光谱分解方法从2006年武汉地区Landsat TM影像上计算得到了东湖水面面积，并与传统基于像元的方法处理得到结果进行对比，发现前者精度更高。随后，又利用混合像元线性光谱分解法从多时相Landsat TM/ETM+影像上提取了1995-2006年武汉市主要湖泊水域面积变化信息，并对监测结果进行分析。结果表明武汉市主城区湖泊面积在11年间普遍呈现出不断减少的趋势，湖泊萎缩强度指数ILLI呈现出时空分布不均的特点。

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基于Excel VBA的灌浆成果表整理程序的开发

刘慧霞，向红利

长江科学院院报. 2011, 28(5): 71-74.

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针对水利灌浆工程灌浆成果表整理工作量大、效率低的问题，提出运用Excel的二次开发工具VBA语言编写程序、将可视化窗口作为操作界面的方法，实现灌浆成果表的自动整理。将原始钻孔资料与灌浆资料录入Excel工作表，在可视化窗口中选择需要进行整理的表名，单击生成表格命令按钮即可自动完成成果表整理。工程实例结果表明：该程序可实现灌浆表的自动、准确、高效整理。为Excel VBA语言应用于灌浆工程资料整理的进一步开发奠定了基础，同时也为其它工程资料整理提供了科学的参考。

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三峡水库下游河道水沙输移特性研究

沈磊, 姚仕明, 卢金友

长江科学院院报. 2011, 28(5): 75-82.

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三峡水库蓄水运用改变了下泄的水沙条件，引起坝下游水沙过程及输移特性的变化。采用以旬为单位的统计时段，分析比较了三峡水库蓄水前后旬平均流量、输沙量及含沙量的变化。蓄水前后坝下游各站洪水、中水、枯水3个流量区间的出现频率变化分析表明，建库后距坝距离愈远其洪水流量区间出现频率的减小愈显著。统计分析了不同流量级下含沙量的沿程恢复程度，发现高、低水流量级下其沿程恢复程度较中水流量级高。分析了各站悬移质中值粒径和床沙级配的变化，发现床面粗化主要位于距坝较近的荆江河段，由于粗细粒径的交换作用，悬移质中值粒径在下荆江显著变粗。

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三峡工程运用初期监利河段河势变化预测

张杰，葛华

长江科学院院报. 2011, 28(5): 83-86.

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监利河段是下荆江变化最剧烈的河段之一，三峡工程运用后，下泄含沙量减小，该河段冲淤调整将更为明显。采用河道平面二维水沙数学模型，对监利河段在三峡工程蓄水运用初期可能产生的河床冲淤及河势变化进行了计算分析研究。结果表明：监利河段总体河势变化不大，但河床冲淤较为剧烈，断面冲深扩大，局部岸段和乌龟洲右缘部位崩退，乌龟洲左汊萎缩右汊扩大，新沙洲边滩有切滩的趋势。

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2011年, 第28卷, 第5期　
刊出日期：2011-05-01

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