2016年, 第33卷, 第10期　
刊出日期：2016-10-20

  

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江湖泥沙与治理
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  三峡工程运用后宜枝河段平滩流量调整特点

  周美蓉,夏军强,邓珊珊,许全喜

  长江科学院院报. 2016, 33(10): 1-5. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150725

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  三峡水库蓄水运用后,清水下泄使得坝下游宜枝河段发生显著冲刷,河道过流能力也相应调整。宜枝河段(包括宜昌及宜都两河段)断面形态复杂,且过流能力沿程差异较大,河段平均的平滩流量更能反映其综合过流能力。采用基于对数转换的几何平均与断面间距加权平均相结合的方法,分别计算了宜昌及宜都河段2002—2013年各年汛后的平滩流量,分析了河床冲淤变化对河段平滩流量的影响,同时还建立了两河段平滩流量与前5 a汛期平均水流冲刷强度的经验关系。结果表明当河段冲刷时,平滩流量增大,反之则减小;宜昌河段平滩流量与水流强度相关性系数较低,为0.64,而在宜都河段为0.94,表明宜都河段对上游水沙条件变化的响应较宜昌河段更为显著。
水资源与环境
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  通天河及长江源区纳污能力与限排总量控制研究

  柴元冰,赵伟华,郭伟杰

  长江科学院院报. 2016, 33(10): 6-11. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150883

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  长江源区作为长江水文循环的起始地,具有重要的生态系统服务功能。源区的水质、水量变化将影响长江流域水资源的可持续利用。因此,研究源区水域的纳污能力、计算控制污染物排放量对源区水功能区管理具有重要意义。依据源区水功能区水质目标,结合实测水文、水环境监测资料,选取一维水质模型,对青海省境内通天河及长江源区的水域纳污能力和限制排污总量进行了研究。结果表明现状年三江源保护区的COD_Cr和NH₃-N的纳污能力远大于聂恰曲治多保留区等其他4个水功能区,规划年(2020年)聂恰曲治多保留区的COD_Cr和NH₃-N纳污能力最大。而现状年和规划年聂恰曲治多保留区的COD_Cr和NH₃-N总量控制指标均大于三江源保护区和称文细曲称多保留区。研究成果可为长江源区水功能区划与管理提供理论依据。
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  水库突发性污染事故水质影响过程分析

  张琳,孙娟,翟家佳,颜芬芬,张奕

  长江科学院院报. 2016, 33(10): 12-17. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20140746

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  为了有效地控制突发性水污染事故带来的危害,以东北某大型水库为典型研究案例,综合考虑水库水文、气象条件和污染物迁移特征,拟定典型工况,基于已建立的三维水动力和水质耦合模型,模拟分析突发性污染事故发生后库区污染物三维空间分布及随时间变化的特征。结果表明受入库流量和全年主导风向东北风的影响,总体上污染物随着水流沿西南岸线向坝址方向扩散,且污染物的超标面积逐渐增大;但随着流程的增加,污染物的浓度逐渐减小。通过对水库水质的数值模拟,定量掌握了水库水质实时状态以及污染物空间分布,可以为有关部门制定与实施应急预案提供相关的技术依据。
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  基于SSO-PP模型的滇池流域水质综合评价

  吴光琼,方金鑫

  长江科学院院报. 2016, 33(10): 18-23. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150696

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  针对投影寻踪(PP)模型在实际应用中最佳投影方向a难以确定的不足,利用一种新型群体智能仿生算法——群居蜘蛛优化算法(SSO)搜寻PP模型最佳投影方向a,提出SSO-PP水质综合评价模型。以云南省滇池流域4个监测断面2003—2013年水质评价为例进行实例研究,选取对水体影响较大的氨氮等5项水质评价因子,利用各指标标准阈值z构造水质综合评价分级标准。结果表明①SSO-PP模型水质评价结果与单因子法评价结果基本相同,但对于断面1^#,2^#,4^#,部分年度水质的评价结果要优于单因子法评价结果1～2级。通过Kendall统计量检验,断面3^#—4^#水质改善趋势相对明显。②SSO-PP模型评价结果客观、合理,能够有效应用于水质综合评价。
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  水利工程污损生物沼蛤的物理去除技术研究

  魏小熙,刘德富,杨正健,张佳磊

  长江科学院院报. 2016, 33(10): 24-27. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150730

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  我国南方水利工程常受到沼蛤(limnoperna fortunei)生物污损的危害,沼蛤高密度粘附在结构面上会改变建筑物功能结构,影响水利工程安全运营。通过研究沼蛤在离水干燥、高温水浴、超声波、电流作用下的死亡特征,探讨利用物理方法去除沼蛤的工程技术可行性。研究结果表明沼蛤在环境温度为28 ℃的离水干燥条件下,3d就会因缺水而死亡;沼蛤在水浴温度为44 ℃的环境中的死亡时间为10h,当水浴温度＞55 ℃时,在其接触高温水体瞬间就会死亡,内部组织与角质壳分离、脱落;在沼蛤集中的水环境中加载超声波和高压电流也能灭杀沼蛤幼虫及成贝,有效抑制其大量繁殖。研究了4种去除沼蛤的物理方法,其中离水干燥法和高温水浴法灭杀效率较高,而超声波和电流灭杀法具有较好的预防特性。
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  云南昭通喀斯特区天然水水化学性质及地质成因

  刘永林,雒昆利

  长江科学院院报. 2016, 33(10): 28-35. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150718

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  为研究云南省昭通市昭通喀斯特区天然水水化学性质及其地质成因,采集9组河水样和27组裂隙水样,运用Piper三线图、阴阳离子比例法及饱和指数法,分析了昭通喀斯特区河水及裂隙水的水化学性质及主要地质因素。结果表明昭通河水与裂隙水中优势阴阳离子分别为HCO₃^-(67.3%和70.0%)与Ca²⁺(60.0%和72.1%);昭通81.6%天然水TH主要在75.0～300.0 mg/L之间。昭通天然水中含F^-量(均值0.1 mg/L)远低于中国饮用水卫生标准值(1.0 mg/L)。以碳酸盐岩为主的含水层中发育的裂隙水化学类型主要为Ca-HCO₃和Ca·Mg-HCO₃。含水层岩性控制着昭通裂隙水化学性质。昭通氟中毒区可在碳酸盐岩且岩性较为单一的含水层中找到优质水源。
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  基于PSO-LSSVM的干旱区中长期降水预测模型研究

  孟锦根

  长江科学院院报. 2016, 33(10): 36-40. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160010

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  降水量的准确预测对于干旱地区的水资源综合利用、抗旱减灾有重要意义。引入基于粒子群算法进行参数寻优的最小二乘支持向量机模型(PSO-LSSVM),构建考虑7a周期的年降水样本及考虑季节性特征的月降水样本,建立干旱区年、月尺度下的中长期降水预测模型,并应用新疆阿勒泰地区1960—2013年实测降水序列,验证模型的适用性。结果表明基于粒子群算法与最小二乘支持向量机的中长期降水预测模型预测精度高,泛化能力强,能有效地预测新疆阿勒泰地区年、月降水量。该模型为干旱区中长期降水预测提供了一种可靠的研究思路与方法。
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  基于SWAT模型的延河流域月径流量模拟分析

  朱烨,方秀琴,王凯,朱求安

  长江科学院院报. 2016, 33(10): 41-45. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150681

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  近年来SWAT模型在我国南方湿润半湿润流域以及众多大尺度流域取得了良好的应用效果,但在水文资料缺乏、气候相对干旱的流域应用不多。以黄土高原典型流域陕西省延河流域为例,结合国内外已有的研究和GIS技术,根据延河流域现有的数据成功构建了基于SWAT的水文模型,其中1980—1985年为模型的率定期,1986—1989年为模型的验证期。通过对模型的参数进行敏感性分析以及一系列率定,最终得到结果为率定期的Nash-Sutcliffe效率系数NS和相关系数R²分别是0.644和0.832;验证期的Nash-Sutcliffe效率系数NS和相关系数R²分别为0.63和0.872,均达到模型模拟的要求,表明SWAT模型基本上能够模拟延河流域月径流量水文过程,为SWAT模型在黄土高原典型流域的进一步应用提供了科学依据。
防洪减灾
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  城市暴雨沥涝数学模型的研究与应用

  李大鸣,胡永文,王笑,范丽虹

  长江科学院院报. 2016, 33(10): 46-50. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150728

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  为解决城市沥涝问题,以二维非恒定流方程为基本控制方程,按照水量平衡法改进的有限体积法思想,结合城市复杂的汇流特点,提出了一种分区分层的计算模式,构建了二维城市暴雨沥涝数学模型,包含了社区汇流、路网汇流、管网汇流和河道汇流4个计算模块。以天津市示范区段为研究对象,依次模拟了2009—2015年10次降雨过程,分析对比了验证点积水水位和湘江道的津河液位。模拟结果显示,河道液位模拟值与实测值变化趋势基本一致,两者平均值之间的误差均＜10 cm, 表明了模型具有一定的计算精度,可用于城市内涝监测预报,同时也为城市暴雨沥涝数学模型研究提供了新的方法和思路。
工程安全与灾害防治
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  鄂西南地区五峰县凉风洞滑坡灾害风险分析

  徐勇,连志鹏,李德营,谢媛华

  长江科学院院报. 2016, 33(10): 51-56. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150708

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  单体滑坡定量风险分析是滑坡领域研究的重要内容。以湖北省西南地区五峰县凉风洞滑坡为例,首先应用Geo-studio软件对不同降雨条件下滑坡渗流场和稳定性进行了模拟分析;然后采用定性与定量相结合的方法分析了室内人员和建筑物的易损性;最后引入年超越概率方法计算滑坡经济与人口年风险,并对滑坡单人风险进行了分区。结果表明滑坡影响范围内的居民区处于风险极高区。该研究成果有助于提高单体滑坡定量风险分析水平,并为凉风洞滑坡防治提供参考。
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  攀西黑水河流域北部地区崩塌与滑坡分布规律

  李源亮,任光明,黄细超,杨磊,范荣全

  长江科学院院报. 2016, 33(10): 57-62. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20151029

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  攀西黑水河流域北部地区是我国地质灾害高易发地区。为深入研究该地区崩塌、滑坡灾害发育规律,基于现场调查和高精度遥感影像崩塌、滑坡解译,借助ArcGIS平台强大的空间分析能力,研究区内崩塌、滑坡的分布规律。主要成果与结论为① 研究区共发育崩塌76个,滑坡487个,93.4%的滑坡分布于10°~40°斜坡范围内, 47.4%的崩塌发育于40°~50°斜坡;② 地层岩土体结构组合特征及力学强度在宏观上决定山地灾害的类型及其易发性;③尽管研究区现今处于地震活动的相对平静期,但断层对崩塌、滑坡的发育仍有一定的影响(滑坡约300 m,崩塌约500 m),断层切过处往往发育大型崩塌和滑坡;④研究区滑坡的分布宏观上受河网水系的控制;⑤公路对滑坡发育的影响范围约300 m。
水力学
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  浮桥式治漂浮排在三峡坝前的应用研究与实践

  蔡莹,谢学伦,黄国兵

  长江科学院院报. 2016, 33(10): 63-66. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150674

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  水面漂浮物直接影响工程泄洪、发电、航运、水质、景观等,现有工程治漂方式不适应大规模治理要求,治理漂浮物是当前工程环保难题。为改善工程被动低效治漂方式,提出水力一体化治漂方案,在河道水力与结构自身提供的水力共同作用下,将漂浮物引导至指定部位拦、导、清(排)漂达到整体治漂效果,降低作业强度和清漂成本,形成长效治漂机制。2014年汛期长江科学院在三峡坝前通过浮桥导流式浮排开展水力一体化治漂生产试验,取得了在运行过程中拦漂、导漂的预期效果,为定位、集中、可控清漂提供有利条件。设施经船舶撞击、风浪、水位变化、水面反恐演练等检验,适应各种极端状况,结构定位安全可靠,可为工程安全运行提供防护屏障。
岩土工程
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  软岩隧道锚变形破坏机理缩尺模型试验研究

  周火明,李维树,王帅,吴相超,王中豪

  长江科学院院报. 2016, 33(10): 67-71. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150832

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  为了研究软岩中隧道锚变形破坏机理及破坏模式,通过对隧道锚现场1∶10缩尺模型进行超载破坏试验,对加载过程中锚体模型的外观变形、内观变形、钻孔测斜以及破坏裂缝进行分析,获得了锚体模型在推力作用下载荷-变形全过程曲线以及变形破坏特征,并结合数值模拟的超载试验结果进行了综合分析。研究成果表明锚体模型变形破坏全过程类似于软岩载荷试验变形破坏3个阶段;锚塞体底部与岩体接触面部位受拉剪破坏形成破坏底边界,锚塞体上方岩体受锚塞体向上挤压形成纵向拉裂缝以及与锚塞体成约45°夹角的剪裂缝。隧道锚极限承载能力主要取决于锚塞体底界面以及上部岩体抗拉能力和抗剪能力。
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  TSP隧道超前地质预报技术及其3D成果研究与应用

  周黎明,邱东明,付代光,肖国强,王法刚

  长江科学院院报. 2016, 33(10): 72-78. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160118

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  水利水电洞室具有规模大、尺寸大的特点,如果开挖隧洞发育大型不良地质(断层破碎带、溶腔、突水突泥等),则更容易引发大型的安全生产事故,而水电隧洞超前地质预报工作相对薄弱,因此开展水电洞室超前地质工作是一种新的应用和研究。首先介绍了TSP技术的发展现状和基本原理,探讨了影响TSP数据采集的几点关键因素;之后,将TSP方法应用到乌东德水电站的泄洪洞和导流洞中,获得了大尺寸工作面水工洞室超前地质预报结果,并绘制出不良地质体3D空间分布成果。该结果与随后施工开挖揭露出的溶洞以及工作面前方存在的导流洞水体分布基本一致,验证了TSP技术在水电水利地下工程中应用的可行性和有效性,具有一定的应用推广意义。
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  砂雨法制备三轴砂样的影响因素及均匀性研究

  程朋,王勇,李雄威,孔令伟,王艳丽

  长江科学院院报. 2016, 33(10): 79-83. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160355

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  为了得到较为真实的室内重塑砂土样,利用自制的落砂装置,开展一系列福建标准砂的砂雨法制样试验,研究落距、漏斗管径和细颗粒含量等因素对室内土工三轴试验砂样制备的影响。结果表明砂样相对密度随落距的增加而增加,而增速随落距的增加逐渐变缓并趋于稳定;相同落距下,漏斗管径越大,砂样的相对密度越小;漏斗管径的减小,可以得到较宽范围的砂样密度;随着砂土中细颗粒含量的增加,制备的砂样相对密度减小。利用牛顿第二定律和能量守恒定律能够较好地阐释落距、漏斗管径和细颗粒含量等因素对砂土制样的影响规律。采用225kV-3D微分辨率ICT对砂雨法制备的砂样进行细观扫描,并借助ImageJ软件,重构砂样三维模型,计算出沿砂样高度方向的每层孔隙占比,验证了砂雨法制备砂样的空间均匀性,并给出砂雨法制备室内三轴试样的合理化建议。
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  基于改进西原模型的厚冲积地层基坑结构回弹参数敏感性分析

  王国富,王丹,路林海,孙捷城

  长江科学院院报. 2016, 33(10): 84-92. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150941

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  通过在传统西原本构模型中串联Newton体,可准确追踪黄河厚冲积黏土地层中土体卸荷后的非稳定蠕变力学行为特征。以济南省文化艺术中心大厦深基坑为工程背景,采用现场监测数据分析、统计建模和FLAC^3D二次开发数值模拟相结合的方法进行模型优化和改进西原方程的参数辨识,分析了围护桩的不同插入比、桩边尺寸及桩间净距3种情况下基坑卸荷导致的底板上移规律,以及立柱桩入土深度、插桩位置及桩型对基坑开挖过程中立柱桩的回弹特性的影响。结果表明底板上移对参数的敏感程度大小为围护桩净距＞插入比＞桩边长;立柱桩回弹对参数的敏感程度大小为立柱桩入土深度＞插桩位置＞桩型。利用此规律可有效降低基坑开挖对工程桩及底板隆起的影响,确保了济南省文化艺术中心大厦深基坑的施工安全、优质,为同类地层深基坑控制立柱桩及底板隆起提供了设计经验和参考。
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  考虑预应力损失的锚索加固条件下边坡长期稳定性分析

  邓东平,李亮

  长江科学院院报. 2016, 33(10): 93-97. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150747

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  实际工程中,岩土体存在的蠕变性质使得加固于边坡上的锚索其预应力随时间而发生损失,从而引发边坡长期稳定性问题。为了正确评估预应力锚索加固边坡的长期稳定性,基于滑动面底面应力假设,并融入锚索预应力损失模型,建立一种新的预应力锚索加固条件下边坡长期稳定性极限平衡计算方法,以此来求出预应力锚索加固条件下不同时期边坡安全系数大小,进而反映边坡稳定状况的动态变化。通过工程实例分析,验证了该方法的可行性,并证实了锚索预应力损失可使得边坡长期稳定性变差。同时,经锚索预应力损失对边坡长期稳定性影响的多参数研究,表明提高锚索的初始预应力值是改善边坡长期稳定性的一种可靠有效途径。
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  较破碎岩体中桩基竖向承载力分析与探讨

  陈筠,王鹏程,季永新,张斌斌

  长江科学院院报. 2016, 33(10): 98-101. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150995

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  较破碎岩体中桩基设计时往往被视为端承桩,不计桩侧阻力,使得桩基承载力未能得到充分利用,因此,需对其进行更深入的研究。以贵州某地区嵌岩桩为研究对象,地基持力层岩体为较破碎岩体,通过单桩竖向抗压静载荷试验,分析较破碎岩体嵌岩桩竖向承载力,探讨较破碎岩体中桩基的承载特性。研究结果表明较破碎岩体嵌岩桩嵌岩段桩侧摩阻力发挥较好,且在同一岩性中因成分不同其值各有差异。根据实测结果,结合经验参数计算,桩基竖向承载力实测值为计算值的4.2~5.5倍。由此可见,较破碎岩体中嵌岩桩的侧摩阻力十分可观,若按端承桩设计,会创成工程成本增加。成果可为较破碎岩体中桩基设计提供参考。
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  集宁板岩岩爆碎屑分形特征分析

  任富强,常远,汪东,常力月,夏圆圆

  长江科学院院报. 2016, 33(10): 102-105. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150742

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  为了补充板岩的岩爆试验研究,利用深部岩爆模拟试验系统对内蒙古集宁板岩进行了室内岩爆试验,通过三向加载—分级卸载—垂向加载来模拟板岩岩爆的发生。收集岩爆碎屑进行筛分,对粒径＞10 mm的碎屑按不同的岩块形态的衡量指标,分别计算其分形维数。结果表明岩块形态的衡量指标对板岩岩爆的碎屑分维值有一定的影响,分维值分布在1.62~2.73之间,且按长度/宽度/厚度-数量计算得到的分维值离散性最小,可作为计算板岩岩爆碎屑分维值的优选衡量指标;厚度、长度、宽度3个方向的破碎难度依次增强;长宽比、长厚比和宽厚比与数量分维值可表征碎屑的条状、片状、块状特征,板岩岩爆碎屑以条状、条块状和块状为主,片状特征不明显。
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  悬臂桩嵌固深度和桩前基岩阻滑宽度研究

  赵庆远

  长江科学院院报. 2016, 33(10): 106-110. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150669

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  限于场地原因,需对悬臂桩桩前基岩超深开挖,且仅留有一定宽度的阻滑岩体,导致了阻滑岩体能否保证悬臂桩安全有效的问题。以岳阳滑坡悬臂桩桩前嵌固段岩体为研究对象,建立了桩前基岩的计算模型,探讨了不同嵌固深度下的安全阻滑宽度,并结合数据拟合方法建立了两者之间的函数关系。结果表明嵌固深度越大,安全阻滑宽度越小,两者之间呈幂函数关系,其关系式为h_r=16.905 1B^{-0.754 0},并提出了岳阳滑坡最优的设计参数为嵌固深度6.24 m、阻滑宽度3.75 m。研究结果可为此类工程设计提供一定的理论指导和借鉴意义。
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  基于灰色模糊多属性群决策的边坡处治方案优选研究

  刘光凤,王林,周泽,邢青松

  长江科学院院报. 2016, 33(10): 111-115. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150402

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  为抑制边坡处治中常见的边坡处治方案选择不合理的现象,根据边坡处治方案优选过程的灰性、模糊性、多属性、群体性特征和安全、质量、造价、工期、环境5大建设管理基本目标,运用灰度、隶属度、多属性和群决策构建基于灰色模糊多属性群决策的边坡处治方案优选模型。以布卡隧道进口K214+500至K214+700边坡工程为例,验证所构建模型的可行性。研究结果表明该模型能够充分利用受邀专家的咨询意见,使优选过程考虑更全面、更符合实际,提高优选结果的准确性,具有较好的实用性。
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  基于灰色模糊多属性群决策的边坡处治方案优选研究

  刘光凤,王林,周泽,邢青松

  长江科学院院报. 2016, 33(10): 111-115. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150402

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  为抑制边坡处治中常见的边坡处治方案选择不合理的现象,根据边坡处治方案优选过程的灰性、模糊性、多属性、群体性特征和安全、质量、造价、工期、环境5大建设管理基本目标,运用灰度、隶属度、多属性和群决策构建基于灰色模糊多属性群决策的边坡处治方案优选模型。以布卡隧道进口K214+500至K214+700边坡工程为例,验证所构建模型的可行性。研究结果表明该模型能够充分利用受邀专家的咨询意见,使优选过程考虑更全面、更符合实际,提高优选结果的准确性,具有较好的实用性。
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  基于核磁共振技术的疏浚淤泥固化土孔隙水含量及分布研究

  程福周,雷学文,孟庆山,陈洁

  长江科学院院报. 2016, 33(10): 116-120. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150689

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  为研究疏浚淤泥固化土中孔隙水的含量及分布规律,利用低场质子核磁共振技术探测疏浚淤泥固化土的横向弛豫时间T₂分布曲线。结果表明各水泥掺量下淤泥固化土样品的弛豫时间分布只有一个主峰,峰面积随着养护龄期的增长和水泥掺量的增大均逐渐减小,孔隙水的含量逐渐减小,并且孔隙水的减少首先是从大孔隙水分开始的,龄期的主要作用是减小大孔隙里的水分含量,而水泥不仅有利于大孔隙水分含量的减小,也有利于小孔隙水分含量的减小;随着养护龄期的增长和水泥掺量的增大,淤泥固化土的T₂分布范围变窄,分布趋向于短弛豫时间,孔隙水逐渐分布在较小的孔隙中;加权平均T₂弛豫时间随着龄期的增长先快速下降,7 d后下降的速率逐渐减小,固化土T₂总核磁信号幅值随养护龄期的变化总体呈减小趋势,速度超过7 d后减慢,这是因为淤泥固化土内部的化学反应使得水分被消耗或转化成了矿物水。研究表明核磁共振技术能较好地呈现淤泥固化过程中孔隙水含量及分布的变化规律。
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  带承台倾斜单桩水平承载变形性状数值分析

  樊文甫,曹卫平

  长江科学院院报. 2016, 33(10): 121-125. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150711

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  为研究带承台倾斜单桩水平承载变形性状,通过数值模拟手段分析了水平荷载作用下桩身倾角、长径比对桩顶带承台斜桩的承载变形性状的影响,并重点分析了竖向荷载对水平受荷斜桩性状的影响。结果表明①水平荷载作用下,负斜桩的桩顶水平位移最大,直桩居中,正斜桩最小;桩身倾角越大,斜桩桩顶水平位移与相应直桩桩顶水平位移差值越大;相同情况下,长径比对斜桩桩顶水平位移影响不明显。②水平荷载作用下,桩身倾角只影响斜桩桩身弯矩的大小,而最大桩身弯矩的位置基本不变。③竖向荷载减小了负斜桩桩顶水平位移,却增大了正斜桩桩顶位移。④负斜桩的桩身最大弯矩随着竖向荷载的增大而减小,正斜桩却与之相反。
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  直剪条件下不同宽度岩桥破坏特征试验研究

  冉耀,陈国庆,黄博睿,张晓东,陈丛姗

  长江科学院院报. 2016, 33(10): 131-134. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150684

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  通过直剪条件下的力学模型试验, 结合对模型破坏过程中声发射特征参数的分析,揭示了岩体在不同宽度岩桥和法向应力条件下的破坏特征。结果表明随着岩桥宽度的增加,破坏面起伏度、粗糙度都相应增大;随着法向应力的增加,破坏面的起伏程度和粗糙度减小,峰值剪切应力不断增大;不同岩桥宽度和法向应力导致岩体产生不同方式的破坏,包括剪断破坏、拉剪复合破坏和剪切破坏;声发射阶段性特征与岩桥贯通破坏过程一致,声发射事件数峰值随岩桥宽度和法向应力的增大而增大,其峰值出现时间在剪切应力达到峰值之后。研究结果为判别不同宽度岩桥变形与破坏各个阶段提供依据。
水工结构与材料
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  水力脉动对水电站机组及厂房结构的影响研究与振动控制综述

  耿聃,宋志强,苏晨辉

  长江科学院院报. 2016, 33(10): 135-139. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160042

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  水力振源在某些工况下可能对机组的正常运行造成影响,同时引起厂房结构不同程度的振动,且水力振源频域分布广,作用范围大,是水力、机械、电磁3种振源中最主要的振源,因此研究水力脉动及其造成的影响有着十分重要的意义。现有的研究成果对于水力振源特性的研究主要依赖于模型试验,存在模型尺寸比例误差和测点过少等问题,对于机组及厂房结构的振动稳定性计算也过于简化。根据计算流体动力学(CFD)数值模拟方法,提出一种新的厂房水力振源研究方法,将水力振源转化为激励作用于转轮、蜗壳、尾水管部位,研究机组及厂房结构的稳定性,是未来可能的水力振源施加新方法,有着重要工程实际意义及应用前景。
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  混凝土循环加卸载动态损伤演化推移分析及损伤值估计模型

  吴彬,胡伟华,唐克静,文沛军

  长江科学院院报. 2016, 33(10): 140-144. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150656

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  利用多功能三轴仪进行了不同应变速率下的混凝土循环加卸载试验,对声发射信号与应力水平的关系进行了分析,并从声发射撞击数的角度对混凝土损伤演化规律特性进行研究,进一步构建了只含循环次数的单参数损伤值估计模型。研究结果表明在不同的应变速率下,混凝土损伤演化的路径各不相同,当应变较小时,混凝土前期损伤累积程度较大,后期平缓,出现水平段;随着应变速率的提高,混凝土损伤演化路径前移,后一种应变速率相对于前一应变速率所对应的损伤推移值随着累计残余应变的增大呈现出先增大后减小的规律,当累计残余应变一定的情况下,随着应变速率的提高,相邻2种应变速率对应的损伤推移程度在不断减弱;混凝土循环加卸载损伤演化规律具有三阶段损伤模式,统计密度函数能较好地反映循环加卸载损伤演化规律。
仪器设备与测试技术
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  水电机组一次调频性能优化研究

  高晓光,李小军,唐戢群

  长江科学院院报. 2016, 33(10): 145-148. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150726

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  为满足电网对水电机组一次调频的要求,对水电机组一次调频典型问题及影响因素进行了分析。提出了一种水电机组一次调频性能的优化方法,详细分析了水轮机调速器开度控制模式和功率控制模式下的PID参数优化方法,提出根据偏差变化自行调整PID参数大小,并改变一次调频计算死区,同时针对一次调频和AGC协调控制策略提出了合理建议。研究结果表明以功率调节作为优先控制模式,可保证一次调频与AGC的有机统一;通过调速系统硬件改造及内部程序实现,可完成一次调频性能优化和改进。经600 MW水电机组实际工程验证,一次调频性能得到改善,对水电机组一次调频性能优化有一定的借鉴意义。
水利工程建设与管理
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  水电工程施工疲劳风险分析与量化评价研究

  江新,徐平,晋良海,黄华

  长江科学院院报. 2016, 33(10): 149-154. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20151009

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  为量化评估作业疲劳风险,提高施工作业安全水平,提出基于云模型改进的水电工程施工疲劳风险模糊综合评价方法。在评价过程中,利用云模型的3个数字特征Ex(期望)、En(熵),He(超熵)表征常规模糊综合评判法中的综合评判矩阵和权重矩阵;运用正态云模型代替模糊隶属度函数,计算疲劳风险发生的可能性等级;综合运用正向云及逆向云,可视化评价研究结果。用所建立的方法对某水电工程高边坡作业疲劳风险进行评估,结果表明,该水电工程的疲劳风险发生的可能性为5.419,处于“一般”等级,但明显偏向于风险“较大”等级。该评价方法综合考虑风险评估的随机性、模糊性及评价主体的主观性,为客观测量和及时预防水电施工作业疲劳风险提供一种行之有效的新方法。