利用武汉天兴洲分汊河段的水文与地形等实测资料,分析了水沙变化条件下本河段分流区水流动力轴线、流速与含沙量分布等变化特点,阐述了本河段水沙运动与河床演变的相互作用机制,预测了本河段的演变趋势。研究结果表明本河段分流区水流动力轴线随流量增加而逐渐偏向左侧变化,其变化规律形成了左汊的有利进流条件与较长时间维持本河段分汊的河势格局,但因上游来沙的大幅度减少,右汊冲刷幅度较左汊大,有利于右汊继续维持主汊地位。
五氯酚(PCP)曾作为杀钉螺剂在长江中下游血吸虫疫区大面积使用,目前虽然已被禁止使用,但仍然存在较为严重的环境污染,PCP会对水生态系统及人体健康造成潜在威胁。土壤及沉积物是PCP最大的蓄积库。生物修复技术是利用生物对环境污染物的吸收、代谢、降解等功能,加速去除环境中污染物质的过程,是当前PCP污染处理的趋势。对PCP污染环境的生物修复类型(包括植物修复技术、微生物修复技术、植物-微生物联合修复技术、动物修复技术及堆肥降解技术)、效果及机制进行综述及展望,并提出未来研究趋势,旨在为促进污染区土壤环境生物修复技术的深入研究以及PCP污染环境的生态修复提供理论参考。
为寻求水质污染时河流扩散参数的计算方法,以确定河流横向扩散系数的直线图解法为基础,在模糊数的基础上分析河流水团示踪试验数据,建立正态模糊线性回归模型,通过模糊集的隶属函数计算不同置信水平下河流横向扩散系数和河流平均流速等河流水质参数的取值区间。实际算例验证结果表明,应用正态模糊线性回归模型确定的河流水质参数值与真值非常接近,说明该方法是可行的,并且是可靠、合理的。该方法能够反映河流系统自身的不确定性以及实际中存在的各种不确定因素对其的影响。
为了更科学地监测水质,解决水质理化分析的片面性,在柳江的不同水功能区设置实验点,以构建河水质的多指标评价体系。通过不同水功能区及不同水质等级的实验点的对应分析,认定AMIN,GOLI,DDEL,AMSA,ACLI,NAAN,NRHY等是柳江河流清洁种,菱形藻和端泥生藻是柳江耐污种。典型对应分析表明,河流水质参数是影响硅藻群落分布的主要因素,硝酸盐、氯化物、粪大肠杆菌群和总磷等是主要的变量,因子分析的结果亦表明理化参数是主要变量。研究结果表明,理化变量与硅藻指数IPS,IBD,TID,IDG,SLA的关系紧密,依据水功能区长期水质级别并参考水质参数聚类与硅藻种群聚类,划出3组水质不同的类别,IPS,IBD,CEE硅藻指数对该3组水质状况判别效果较好,而硅藻生物多样性指数不适宜评价柳江河流水质。河流水质及生态质量利用IBD和IPS生物指数、VAN类群划分富营养种百分比及理化参数多指标共同评价,可以提高评价结果的可靠度。
与传统的定量分析方法和最优化方法相比,博弈论能更好地识别和模拟水资源冲突主体的决策机制,并考察不同冲突间的相互作用机制。通过梳理和归纳有关文献,分别从水资源配置冲突、跨界水污染冲突和水资源冲突协调机制3个方面,对博弈论在解决水资源冲突中的运用进行了综述,并在此基础上提出了研究展望。鼓励运用市场经济宏观调控机制解决流域水资源水量和水质双重利用冲突;流域初始水权分配定量化有待深入研究。
IBIS-L是干涉测量、SAR技术及步进频率波的结合体,目前在地表微变形监测中应用非常广泛,但其应用于滑坡形变监测中的实例较少,且缺少统一的监测及数据处理方法。以西南地区白水河滑坡为监测对象,在初步认识该滑坡的地质原型的基础上,利用IBIS-L开展了滑坡地表变形监测。重点介绍了IBIS-L开展滑坡变形监测的过程及数据处理的方法,分析了白水河滑坡在监测期的变形特征。最后将本监测与滑坡变形特征的数值计算结果作了对比,结果显示利用地微变远程监测系统对滑坡开展地表变形监测是可行的。
为了得到半立方、平方、立方抛物线形渠道共轭水深的显式计算公式,对这3种抛物线形渠道的水跃方程进行恒等变形,利用临界水深介于跃前水深和跃后水深之间的性质,得到了无量纲跃前水深x和无量纲跃后水深y之间的关系式,进一步分别得到其迭代公式。在工程常用范围内,利用excel拟合得到其迭代初值,提出了一套抛物线类渠道共轭水深的显式计算公式。最后,实例及误差分析表明半立方、平方、立方抛物线形断面无量纲跃前水深x、无量纲跃后水深y最大相对误差分别为0.25%,-0.23%;0.17%,-0.29%;0.31%,0.39%。公式物理概念清晰,计算简捷,精度高,适用范围广。
由于台阶式溢洪道结构特殊,流态复杂,对台阶式溢洪道压强并未取得一致性的研究成果。对多个台阶式溢洪道滑掠流时均压强资料进行分析,探讨来流流量、掺气、台阶尺寸、溢洪道坡度等对台阶式溢洪道时均压强的影响。分析结果表明单宽流量大,时均压强变大;掺气可有效降低正压时均压力并增加负压值;台阶尺寸对台阶式溢洪道的影响较为复杂,台阶尺寸较小,且坡度较缓时竖直面压强呈中间小、两头大分布,坡度较大时具有2个压力极小值,位于竖直面底部和顶部,台阶尺寸较大时竖直面压强自下而上呈减小趋势;坡度增加,台阶式溢洪道压强变化幅度增大。
锚索通过反力支座与边坡岩土体紧密接触,当给锚索施加一定预应力后,岩土体同样受到预应力作用而发生形变。该形变不会瞬时完成,而是随时间变化,将导致锚索预应力出现长期损失。将锚索等效成弹性体和广义Kelvin体(考虑锚索应力松弛) 这2种模型,并假设岩土体为考虑蠕变特性的H+nK体(n≤3),结合锚索与岩土体的耦合变形和初始条件,推导出锚索张拉力随时间变化的计算式。经与以往研究成果对比,验证了模型的正确性。同时,研究分析表明,在理论模型中增加岩土体蠕变模型的K体个数及考虑锚索应力松弛现象,可使得拟合曲线更接近于实测的锚索预应力变化。
在建的普宣高速普立特大桥为主跨628 m的悬索桥,其一侧采用隧道锚碇。隧道锚碇区岩体主要存在的工程地质问题是岩体卸荷与岩溶问题。开挖了长120 m的探洞,并在探洞内开展现场岩石力学试验、声波测试和地质描述,获得了岩体物理力学参数与岩体基本质量分级情况。在此基础上,分析了岩体卸荷与岩溶随高程变化和埋深发育的规律。针对岩溶地区建设隧道锚碇可能存在的工程地质问题,探索了一条采用地表地质调查、地质测绘、钻探、洞探、坑槽探、钻孔弹性波测试、勘探斜洞、原位试验钻孔等多种勘探方法的综合勘探技术与分析方法,为隧道锚设计与稳定分析提供了基本依据,可在类似工程中推广。
为探索含水Q2黄土的蠕变特性,对Q2黄土进行不同含水状态下的三轴蠕变试验,试验结果表明随着含水率的增高,Q2黄土的流变性能增强。基于分数阶微积分构造的软体元件可描述理想的固体与流体之间材料性质的特性,选用包含软体元件在内的四元件非线性蠕变模型对试验数据进行回归计算拟合求参,并对不同含水率下的模型参数进行分析。结果显示瞬时变形模量EH与黏弹性系数ξ1均随含水率增加呈指数形式递减;引入含水损伤变量D(ω),计算得出各蠕变参数含水损伤演化方程,进而建立考虑含水损伤的非线性蠕变模型,通过应用试验数据对其进行验证,结果表明基于分数阶微积分的含水损伤蠕变模型能够有效地描述Q2黄土的整体流变特征,模型具有较好的应用前景。
为确定垃圾填埋场垂直防渗墙的受力变形特性以及能否满足变形要求,以江苏省常州市夹山子工业垃圾安全填埋场防渗墙工程为例,根据其地层地质情况,采用ANSYS有限元分析软件对以膨润土-水泥-煤灰为主料的防渗浆材浇筑而成的塑性防渗墙进行非线性应力变形数值分析。分析得出该防渗墙的应力及水平位移在墙底达到最大值,在深入黏土部位出现增加;墙体应力随墙高等比例增加,且没有出现拉应力,墙体的应力变形均满足要求;防渗墙最大水平位移同墙高的二次方呈线性关系,计算结果具有合理性,为垃圾填埋场防渗墙工程设计与运营提供了理论依据。
荆竹屋基滑坡的滑动过程存在多种解体模式,为了研究该类顺层岩质滑坡的滑动模型,在对滑坡后滑体结构和地面破裂现象系统调查的基础上,根据解体特征对滑坡进行了分区,并通过建立的滑坡作用强度评价模型,探讨了滑坡滑距、运动解体模式和建筑物易损性等问题。研究结果表明①前缘采石场的切坡使潜在不稳定的斜坡临空,抗滑力降低,诱发了中部浅层顺层软弱页岩层及后部风化接触带的整体滑动;②主滑体滑移距离约29.5 m,主滑方向为5°,滑体厚度约15 m;③受滑体风化层厚度变化和前地形条件限制,在整体滑动后分区解体现象明显。滑体上各区对建筑物易损性的作用强度从大到小依次为前缘堆积区(Ⅵ)>后缘拉槽破坏区(Ⅱ)>中部推覆区(Ⅳ)和破碎区(Ⅶ)>局部分块滑移区(Ⅴ)>中部逆冲区(Ⅳ)>顺层整体滑移区(Ⅲ1、Ⅲ2)>后缘拉裂影响区(Ⅰ)。研究绘制出的滑坡解体破碎分区图,对分析滑坡风险分布规律具有参考价值。
采用电液伺服大型多功能动静三轴仪对不同应变速率(10-5/s,10-4/s,10-3/s,10-2/s)下不同尺寸(150,300,450 mm)的立方体混凝土试件进行单轴动态压缩试验,对不同尺寸混凝土动态物理力学参数(峰值应力、峰值应变)、实验破坏机理及峰后应变软化进行分析,并对不同尺寸混凝土在不同的应变速率下的软化性能进行研究。研究结果表明混凝土峰值应力、峰值应变都随试件尺寸增大而降低;混凝土强度随着应变速率的增加而增加;峰值应变后,随着试件尺寸增加,应力-应变曲线斜率绝对值增加,延性减小;试件尺寸为150 mm混凝土的软化现象随着应变速率的提高而愈加明显,且软化程度呈增加趋势,试件尺寸为300 mm和450 mm混凝土的软化现象随着应变速率的提高而变得越来越弱化,当应变速率增加到一定值时,软化现象又变得明显;在同一应变速率下,随试件尺寸的增加软化现象越来越明显。
