长江科学院院报

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朱兴华, 崔鹏, 葛永刚, 邹强, 向灵芝

长江科学院院报. 2012, 29(1): 1-6.

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5•12汶川地震，不仅直接影响灾区河流的河道，并诱发了大量崩塌、滑坡、泥石流、堰塞湖等次生山地灾害，这些山地灾害的产生和发展将对震区河流的演化产生深远影响。因此，对震后山区河流河道演化规律和发展趋势进行准确的分析和预测，是震区河道修复及震后恢复重建的关键。结合野外考察资料，分别从河型、纵断面、横断面3方面分析了震区河流的演化特点。分析结果表明：河床剧烈抬升引起河型游荡分汊，两岸频发的山地灾害挤压河道；高强度山洪冲刷河床及岸滩并展宽河道，泥沙的淤积也可束窄河道；河流纵断面总体淤高，但纵断面结构渐趋稳定，大石块多且上游来水来沙丰富的河段会逐渐发育成阶梯状结构，而以淤积为主的河段，由于山洪冲刷会形成下凹型纵断面，并逐渐向直线型纵断面发展。

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三峡水库运用初期库区水沙输移数值模拟

黄仁勇, 李飞, 张细兵

长江科学院院报. 2012, 29(1): 7-12.

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考虑水沙输移过程中的非恒定性，建立了三峡水库一维非恒定水沙数学模型。此模型为一树状河网模型，可以将更多支流纳入计算范围。采用三峡水库蓄水运用后2003-2009年实测水沙资料对模型进行了验证计算，计算结果与实测资料符合较好，表明模型能够用于三峡水库干支流河道水沙输移数值模拟。该模型可在今后三峡水库优化调度等相关研究工作中发挥其模拟和预测作用。

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基于过水断面面积的长江口南支放宽率计算及变化特征分析

和玉芳, 程和琴, 杨忠勇, 王冬梅, 陈吉余

长江科学院院报. 2012, 29(1): 13-19.

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河槽放宽率是保持潮汐河口河槽稳定性的主要参数之一。在利用河槽宽度计算放宽率的基础上，提出了以过水断面面积为主要参数计算的天然河口放宽率，能更真实地反映河槽沿程过水能力是否增强以及增强的幅度。1917-2006年长江口南支河槽自白峁沙至吴淞口的放宽率计算结果表明：整体上，近100年来放宽率呈减小之势，与南支河槽不断冲刷相适应，且白峁沙、扁担沙、中央沙、浏河沙等主要沙洲的生长也起到了缩窄河宽，减小河道过水断面面积，缩小放宽率的作用；放宽率在1979年出现最小值，与七丫口-5 m槽宽为历年最窄及充分发挥其节点作用有关；放宽率在2006年增至1.21%，与三峡工程蓄水后流域供沙大幅度减少，南支河槽主要沙体受到侵蚀，特别是中央沙和浏河沙侵蚀最为严重，使石洞口-吴淞口区域过水断面面积增大有关。

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河道低温水对地表水地下水交错带温度的影响

杨勇, 赵坚, 陈孝兵, 沈振中

长江科学院院报. 2012, 29(1): 20-29.

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利用饱和多孔介质水热耦合运移数学模型，分析了流入河道的水库下泄低温水水位和水温对地表水地下水交错带温度场的影响规律。研究表明：在低温水下渗过程中，水热运移以热对流作用占主导，热传导、热弥散等作用较弱；河道水位升降明显决定着受影响的温度场区域范围大小；河道水温高低主要影响温度场各点温度的变化幅度。

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生态水保工程在油气管道建设中的管理技术创新

李平, 刘康勇, 仪孝建, 宫德刚

长江科学院院报. 2012, 29(1): 25-29.

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油气管道建设过程中，山区管道沿线山势险峻、地形复杂多变，致使管道建设面临前所未有的挑战，为保护管道沿线生态环境和管道运行安全，做好油气管道水土保持工作至关重要。通过生态水保工程管理技术创新，建立水土保持综合防治体系，创新采用“七统一”方法进行生态水保工程全过程控制，按照“统一标准、统一设计、统一管理、统一施工、统一监测、统一资料、统一验收”方法加强水保工程的质量监督，建设好生态水保工程，使沿线环境指标处于合理状态，并取得了良好的经济效益、社会效益及建设成果，从而对保护管道生态环境发挥了重要作用。

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红壤坡地覆盖与敷盖径流调控特征研究

程冬兵.张平仓, 杨洁

长江科学院院报. 2012, 29(1): 30-34.

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坡面径流是造成水土流失的主导因子，控制水土流失的关键是科学调控坡面径流。通过土壤水分渗漏装置(Drainage Lysimeter)，探讨红壤坡地覆盖与敷盖径流调控特征。结果显示：不同处理不仅年总径流量存在差异，而且径流分配差异更明显；百喜草敷盖处理年总径流量最大，对照次之，百喜草覆盖最小；百喜草覆盖和百喜草敷盖处理的地表径流远小于对照处理，而地下径流量却超出对照处理许多；年均地表径流与地下径流调配比值百喜草覆盖、百喜草敷盖和对照处理分别为1/51.7，1/35.5和1/1.4。

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考虑应变软化的单桩桩周土固结解

曹权1a, 1b, 2, 陈鸿2, 施建勇1a, 1b, 雷国辉1a, 1b, 艾英钵1a, 1b

长江科学院院报. 2012, 29(1): 35-38.

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基于一维固结理论，假定桩壁为不透水边界，引入了考虑应变软化和桩径大小影响的超静孔隙水压力的解析解作为初始条件，并考虑了弹性区超静孔隙水压力对桩周土固结的影响，采用数学物理方法推导出桩周土的固结解。理论计算值和现场孔压监测成果吻合较好，表明该解析解对预测沉桩后桩周土中孔压消散过程具有一定实用价值。

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某水电站坝址F41，F42断层泥化带工程特性研究

邓争荣, 吴树良, 杨友刚, 雷世兵, 郑新, 曹道宁

长江科学院院报. 2012, 29(1): 39-43.

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某峡谷区水电站坝址发育有区域性断裂穿越大坝河床近岸坝基(不属于活动断裂)，将其分为碎裂岩带和F41，F42断层软弱构造岩带，其中F42为泥化带，系拟建水电站最大坝高200m级坝基最软弱部位。为了提供该水电站工程设计所需的工程地质资料，在查明F41，F42断层发育几何学特征的基础上，通过勘探技术、取样室内物理力学性质试验、平洞内现场原位力学性质试验、现场原状样渗透变形试验研究其工程特性，并以试验成果为基础，提出断层泥化带主要物理力学性质及渗透性参数建议值。研究结果表明：断层泥化带工程性状差，须采取工程处理措施。可为其它工程遇到类似断层时类比参考。

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预应力混凝土渡槽温度影响及设计研究

李晓克, 张晓燕, 张学朋, 赵顺波

长江科学院院报. 2012, 29(1): 44-48.

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结合南水北调中线工程左岸排水预应力混凝土渡槽结构设计，针对渡槽太阳暴晒温差变化剧烈、长年处于无水状态、洪水期过流历时短且流量变化大等特点，提出了左岸排水预应力混凝土渡槽结构的设计思路。同时根据三维有限元数值模拟计算结果，对比分析各荷载工况下渡槽的受力分布规律，进一步明确了温度效应已成为排水渡槽结构设计中不可忽略的重要因素之一，验证了渡槽设计思路的合理性、有效性。研究成果对同类结构的设计与施工具有重要的工程参考价值。

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结合高分辨遥感影像和GIS数据的土地利用变化监测

黄俊, 申邵洪

长江科学院院报. 2012, 29(1): 49-52.

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研究了一种结合高分辨率遥感影像和GIS数据的土地利用自动变化监测方法。分别采用马氏距离、支持向量机、神经网络3种分类方法对研究区域进行模糊分类，然后通过多分类器模糊决策融合分类方法对3种分类结果进行融合，提高总体分类精度。在获得高精度分类结果的基础上，结合历史时期GIS专题数据和分类结果，计算对应的图斑多边形内各类别成份，并与其历史属性对比分析，自动实现土地利用变化监测。实验数据选取Quick Bird高分辨率遥感影像和1∶1万土地利用GIS数据，实验结果表明模糊决策融合分类能够明显改善分类效果，获得比单一分类器更为精准的结果。利用决策分类结果并结合GIS数据进行变化区域判定实验，结果表明,对区域中存在较大变化能够准确自动判定为变化区域，而区域中存在较少部分变化则存在部分误判现象。

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小波分析法实现水轮发电机轴心轨迹的提纯

伍卫平, 倪国胜, 范钦红, 李东风, 曹树林1

长江科学院院报. 2012, 29(1): 53-57.

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分析水轮机发电机轴心轨迹是水轮机机组诊断振动故障的重要方法。由于轴心轨迹中包含了大量的噪声信号，将小波分析的理论应用于轴心轨迹的提纯，在传统小波硬、软阈值去噪方法的基础上提出了一种改进的软阈值去噪方法；并且引入谐波小波分析方法。通过计算机模拟试验，达到了比较理想的去噪及轨迹提纯结果，并对上述4种方法进行了分析和比较。

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双向水槽的设计与研制

许明, 范北林, 魏国远, 胡向阳, 张文二

长江科学院院报. 2012, 29(1): 58-61.

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试验水槽是水力学及河流动力学开展研究的重要试验方法及设施之一。为了简化水槽试验的控制过程和提高试验精度，设计制作了国内首座可以双向运行的新型试验水槽。该水槽采用一种封闭循环的平衡式供水系统代替目前常用的供水系统，使得水槽试验的性能得以提升；同时，实现了水槽试验过程的全自动控制，包括阀门开启与关闭、泵的启动与关闭、流量的大小及水位控制等；并且可以实现水流的双向控制。

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核电站建设及其岩土工程综述

聂文, 孟祥芳, 张正清, 朱莅, 陈彦生

长江科学院院报. 2012, 29(1): 62-68.

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综述了国内外已建、在建和拟建核电站的信息、特点，以及核电站建设中有关岩土工程的地质勘察、岩土基础、隧道及边坡等施工、水泥基灌浆与锚固、监测技术。综述结果表明：①核电是一种安全、清洁、经济的能源，核燃料资源可供长期使用，已被越来越多的国家所认同；②中国核电站建设蓬勃发展，其使用核技术逐渐与国外先进核电技术同步；③核电站建设所涉及的岩土工程勘测、施工、监测与灌浆加固处理等配套齐全，环境保护凸显。

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海洋平台地基基础变形破坏离心模拟和极限分析

张建红, 林小静, 熊中生, 鲁晓兵

长江科学院院报. 2012, 29(1): 69-73.

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吸力式基础是海洋平台的一种新型基础形式，具有承载力高、成本低、可重复使用和适应各种复杂的海洋荷载环境等优点，在近海滩涂和深海石油开发中有广泛的应用。针对中国近海地质条件和海洋环境开展吸力式基础承载特性的研究，研制了离心机上电磁式、长历时、大负载、宽频率范围激振器，实现了对结构施加循环水平动荷载。进行了一系列海洋平台吸力式基础离心模型试验，揭示了结构振动荷载作用下基础变形失稳机理，得到了荷载强度和结构刚度对基础稳定性的影响。提出了能够考虑竖向荷载、水平荷载和弯矩联合作用、基于塑性力学上限定理的桶基-地基的三维极限分析方法。

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深基坑变形特性的离心模型试验、数值计算与现场实测对比分析

梁发云, 褚峰, 宋著, 李永盛

长江科学院院报. 2012, 29(1): 69-73.

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依据背景工程特点进行抽象简化，得到合适的离心模型试验方案，采用离心模型试验分析紧邻地铁枢纽深基坑工程变形特性。同时建立三维有限元模型对上海地区某紧邻地铁超深基坑变形特性进行数值模拟，分析中土体本构关系采用考虑土体小应变特性的HSS模型进行描述，并与现场实测结果进行对比分析。研究表明：模型试验、理论计算及现场实测3种方法所得出的深基坑变形特性定性规律基本一致，但在量值上有较大的差别，其中采用考虑土体小应变特性的HSS模型能够较好地模拟超深基坑的变形特性。

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软土地区新建盾构隧道下穿越既有隧道的离心模拟研究

马险峰, 何蔺荞, 王俊淞

长江科学院院报. 2012, 29(1): 74-78.

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随着地铁网络不断完善，新建盾构隧道近距离穿越既有隧道的现象越来越多。盾构隧道近距离穿越既有隧道的影响问题，比常规盾构施工的研究更为复杂。采用离心模型试验对盾构下穿越对既有隧道以及周围地层的影响进行了研究。选用排液法在离心场中模拟盾构施工，实现了在不停机状态下模拟隧道开挖卸载、地层损失和注浆过程，并分析了盾构下穿越施工引起的地层及既有隧道的纵向位移变化规律。研究成果可为盾构近距离施工控制措施提供参考。

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板桩码头结构中桩体作用宽度试验研究

徐光明, 李士林, 刘永绣, 吴荔丹

长江科学院院报. 2012, 29(1): 79-84.

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桩主要被用来传递竖向荷载，在码头结构中桩还常被用来承受横向荷载，抵抗地基侧向变形。侧向承载桩受到的作用力主要来自挡土陆侧和临空海侧之间的土压力差，但由于受力机理复杂，至今尚无成熟计算方法能够准确估算桩所承担的横向作用力。通常假设一个桩体等效作用宽度，然后采用挡土墙经典土压力理论进行计算，现行板桩码头结构设计中假设桩体作用宽度为2倍桩宽，然而，这种经验算法经常受到质疑，迫切需要试验验证。为了改进和完善现行的板桩码头结构设计计算方法，针对桩体作用宽度这一问题，设计开展了多组大型土工离心模型试验，通过微型土压力盒测量了不同桩间距布置的桩体侧面的土压力，获得了桩身前后两侧沿深度的土压力分布。试验结果表明，桩排中的单根桩作用宽度与桩间距密切相关，在桩间距宽度比d/b小于4.0时，其作用宽度系数keq近似与d/b线性递增；d/b大于4.0后，keq值逐渐趋于常值，不再随着d/b值出现非常明显的变化；对于桩间距为2倍桩宽（d/b=2.0）这一常见布置情形，实测桩体作用宽度系数keq值不足2.0。

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单桩竖向抗拔承载力离心模型试验研究

任国峰, 徐光明, 顾行文

长江科学院院报. 2012, 29(1): 91-94.

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结合某海上风电场桩基工程中的大直径超长钢管桩抗拔承载力研究，利用离心模拟技术，初步推求得出荷载-位移的关系曲线（即Q-S曲线），并与现场抗拔试验成果得出的Q-S曲线进行了比较，分析两者加载方式和加载速率的不同对Q-S曲线的影响。结果发现，上拔力的加载速率较快，求得的单桩抗拔极限承载力偏高。

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2012年, 第29卷, 第1期　
刊出日期：2012-01-01

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