2016年, 第33卷, 第3期　
刊出日期：2016-03-01

  

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江湖泥沙与治理
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  陆溪口鹅头分汊河段冲淤调整分析

  闫霞, 陈立, 姚仕明, 金中武, 邓彩云

  长江科学院院报. 2016, 33(3): 1-4. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20141008

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  陆溪口河段为长江中下游典型的鹅头分汊河段,三峡工程蓄水前,受进口单边挑流节点及弯道环流作用,河道演变呈现周期性演变规律;三峡工程蓄水后,在上游水沙条件变化、人为因素等影响下,河段冲淤规律将产生调整。采用理论分析、实测资料分析等方法,对蓄水后陆溪口河段周期性演变规律进行研究。分析表明:蓄水后河段周期性调整规律及趋势仍然存在,且由于上游来沙量减少,河段冲淤调整甚至有加快趋势;新洲洲头遭受严重冲刷,出现串沟,直港进口淤积严重,分流格局产生调整,航道条件变差。人为实施航道整治工程后,河势才有所稳定,但河段周期性演变的内在动力并未消失,对航道条件及整治工程带来了一定的不利影响。
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  比重瓶法测验低含沙量误差分析

  吴彰松, 张根广, 梁宗祥, 邢茹

  长江科学院院报. 2016, 33(3): 5-8. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20140868

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  在河流水文测验、河工模型试验、水质评价及工农业取水中,通常采用比重瓶法测验含沙量。在含沙量较小时,因水中溶解质含量较大,用比重瓶法测验得到的含沙量往往大于实际含沙量,但测验者常常怀疑测验过程或测验仪器出现误差,而忽略其真正原因。通过某城市供水沉沙池试验的含沙量测验发现,影响低含沙量测验误差的潜在原因就是浑水中溶解质含量,它对含沙量的影响远远大于水体自身含沙量;此外,温度测验误差对含沙量的影响较大,并且含沙量越小,温度测验误差对含沙量的影响越大。基于此,提出了比重瓶法测验低含沙量的改进方法,得到了与烘干法基本一致的测验结果,为低含沙量测验提供了一些借鉴和参考。
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  泥石流窗口坝调节泥砂粒径试验研究

  赵彦波, 游勇, 柳金峰, 林雪平, 刘曙亮

  长江科学院院报. 2016, 33(3): 9-13. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20140919

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  窗口坝是常用泥石流拦挡坝之一,其泥砂粒径调节能力是窗口坝设计的主要考虑因素,也是目前急需解决的基本问题。通过试验对窗口坝拦截不同性质泥石流的泥砂粒径调节功能进行了探讨,初步研究结果表明:窗口坝具有一定拦粗排细功能,拦粗排细效果对黏性泥石流最差;提出了临界粒径的概念并给出了临界粒径变化范围;临界粒径的大小与变化范围受泥石流性质和窗口坝闭塞类型(全闭塞、部分闭塞、不闭塞)的影响;就同一坝而言,拦截泥砂的临界粒径随泥石流密度增加而增大。
水资源与环境
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  水文序列延长后已建水库防洪特征水位复核

  周研来, 陈进, 许继军

  长江科学院院报. 2016, 33(3): 14-18. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20140910

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  为探究洪水不确定性对大坝防洪特征水位设计的影响,采用水库调洪演算的随机微分方程推求防洪特征水位的概率分布线型,以三峡水库为例,通过调洪演算将洪水不确定性转换为防洪特征水位的不确定性,以分析已建水库防洪特征水位的分布规律,并对三峡水库防洪特征水位进行了复核分析。研究结果表明:随着样本容量的增加,洪水的信息量增大,三峡大坝设计资料和原校核洪水位(180.4 m)的可靠度均有所提高;当样本容量为120 a时,设计洪水资料和原校核洪水位的可靠度分别为93.19%和99.17%。研究结果为提高水库大坝安全设计提供了理论依据。
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  鄱阳湖枯水期入湖径流变化特征分析

  彭薇, 霍军军, 许继军

  长江科学院院报. 2016, 33(3): 19-22. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20141052

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  依据1957—2012年鄱阳湖流域控制水文站的实测资料,运用Mann-Kendall检验法、小波分析方法,对该时段内枯水期入湖径流的趋势及周期变化特征进行分析,分析其变化规律对鄱阳湖水资源合理利用、水生态保护具有重要意义。结果表明:1957—2012年鄱阳湖流域各站点枯水期径流大致呈增加的趋势,平均增加幅度约为0.199/a,且在0.1的显著水平下,万家埠站、梅港站、虎山站枯水期径流增加趋势显著;鄱阳湖流域各站点的枯水期径流变化具有较显著的周期特征,其中21 a为鄱阳湖流域枯水期径流变化主周期,各站点径流变化还存在5,12,28 a的变化小周期。鄱阳湖流域枯水期径流的周期规律的研究,为流域水利工程建设、生态环境保护及水资源合理利用提供了科学依据。
野外科学考察与观测
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  以三江源为例探讨江河源头确定原则

  陈进, 许珍

  长江科学院院报. 2016, 33(3): 23-28. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160021

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  江河源头的确定历来存在争议。根据现代几次重要的科学考察成果,分析了长江、黄河和澜沧江源头争议的原因,参照国际著名大河河源确定方法,探索江河源头确定原则和方法。分析结果表明:河流长度、走向、流量、流域面积和河势是确定河源的自然因素,目前争议的焦点是谁为主要因素。建议河流长度和走向为确定河源的主要因素,流量和河势作为次一级因素,而约定俗成等文化因素对于江河源头确定也有重要影响。
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  澜沧江源扎那曲莫云段河型判别初步分析

  周银军, 闫霞, 金中武, 李志晶

  长江科学院院报. 2016, 33(3): 29-34. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150835

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  澜沧江源地处青藏高原唐古拉山北麓,比邻长江南源当曲,人迹罕至。为了进一步认识澜沧江地貌特征、尤其是河流地貌,得出河流地貌演化、河床冲淤演变的一些基础资料,通过实地考察,采集数据与图像,结合现有河型判别方法,对澜沧江西源扎那曲莫云河段的河型进行判别。结果表明:莫云河段河道边界约束较弱、河床稳定性较差,在顺直-弯曲-分汊-游荡的河型分类体系中,各家判别式一致判定莫云河段为游荡河型;在顺直-弯曲-辫状的河型分类体系中,则一致判定为辫状河型;最后结合国内的河流特点和主流分类体系,可以确定莫云河段属于游荡河型。实地考察资料和河型的判别,可为进一步研究澜沧江源的河流地貌提供参考。
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  长江南源当曲源头水沙特性初步分析

  李志晶, 金中武, 周银军, 闫霞, 徐平

  长江科学院院报. 2016, 33(3): 35-37. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150854

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  长江南源当曲源头为高原沼泽,通行不便。在长江三源之中历来少有人涉足,其基本情况及其对江源水系的作用亦少为外界所知,河流演变及水沙运动特性的研究甚少。为了对长江南源当曲源头的河道、水流、泥沙等基本特性及当曲源头典型地貌特征进行了解,长江科学院继2014年后于2015年再次组织了科学考察。通过考察对当曲源头水沙特性进行了初步分析,分析成果为高原河流演变及河岸带生态系统提供了基础资料,同时对其它河流治理及河流生态保护与修复具有参考价值。
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  金沙江苏洼龙—奔子栏河段滑坡灾害发育分布规律

  范雷, 张琪

  长江科学院院报. 2016, 33(3): 38-41. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150398

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  金沙江是长江的上游河段,处于青藏高原东南缘向云贵高原和四川盆地的过渡部位,区内地质环境差异大,新构造运动强烈,生态环境脆弱,滑坡灾害频发。为研究金沙江上游滑坡灾害的发育分布特征及影响因素,以苏洼龙—奔子栏河段为例,通过现场调研,并搜集已有资料,对该河段发育的32处滑坡灾害进行统计分析。分析结果表明:①滑坡灾害空间分布不均,在苏洼龙—奔子栏河段滑坡灾害主要集中于金沙江干流王大龙、茂顶、斯木达和支流定曲河古学乡4个区域;②滑坡灾害以巨型、大型深层顺向基岩滑坡为主,第四系堆积体滑坡较少;③苏洼龙—奔子栏河段滑坡形成时代较早,加之新构造运动强烈,河流下切速度较快,因此呈现出滑坡剪出口高程明显高于河流水位高程的特征;④滑坡灾害与该河段地形地貌、地层岩性、地质构造、岸坡结构等地质环境条件密切相关,其中30°～35°坡度范围内的山体、绿片岩与蛇绿岩群、断裂带1km范围内和顺向岸坡条件下最容易产生滑坡灾害。
工程安全与灾害防治
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  白云鄂博东矿微震监测系统及应用

  张院生, 李振华, 吴庆良, 包德荣, 柴金飞

  长江科学院院报. 2016, 33(3): 42-47. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20141021

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  白云鄂博铁矿是包钢的主要原料基地,是举世闻名的稀土之乡,其采场边坡监测对矿山生产及安全而言极为重要。介绍了白云鄂博东矿的微震监测系统,通过各平台检波器的布置、主分站的安装、无线设备的安装,实现了对A,B,D区域的边坡微震监测。微震监测系统采集分析监测数据,能在边坡内部精确定位,并通过三维展示软件,直观地呈现岩体破裂点的位置、能量大小,实现采场边坡的实时监测。应用结果表明:目前监测时间内,边坡B,D区与C区相邻的范围较其它区域事件个数较多,微震事件较为活跃,为相对危险区域,应重点采取防止措施。微震监测系统实现了对采场边坡的实时监测,该系统对指导安全生产和边坡加固具有极其重要的意义。
岩土工程
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  考虑残余强度和阈值影响的岩石弹性损伤统计模型

  周永强, 盛谦, 冷先伦, 付晓东, 李龙飞

  长江科学院院报. 2016, 33(3): 48-53. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20140851

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  基于统计学理论和损伤理论,考虑岩石的残余强度和损伤阈值影响,建立了三轴压缩条件下岩石损伤统计模型。以损伤模型为基础,利用岩石在低围压作用下应力应变的极值特性,导出了模型参数的统一求解方法。通过与试验数据的对比和验证发现:以Drucker-Prager准则和Mohr-Coulomb准则计算岩石微元强度比以轴向应变函数计算岩石微元强度能更好地反映岩石的力学特性,说明了岩石的破坏进程与其应力状态密切相关;为考虑残余强度,引入损伤变量修正系数,在此基础上提出一种求解该修正系数的新方法,从而使得模型得出的理论曲线能很好地接近试验数据;以屈服点的微元强度为损伤阈值点,避免了损伤系数在低荷载下不在[0,1]之间的情况。最后通过分析岩石损伤变量的变化过程,证明了该模型可以很好地反映三轴受压状态下岩石的应力-应变关系。
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  基于声波的洞室围岩岩体质量分区优化方法

  张海龙, 王晋明, 金新, 陈鸿杰

  长江科学院院报. 2016, 33(3): 54-58. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20140975

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  开挖会对围岩岩体产生扰动,影响围岩的质量,常用钻孔声波法来观测确定开挖对岩体质量的扰动影响。常规方法确定岩体质量分区时,波速变化率曲线和阀值直线往往有多个交点,很难判定质量分区边界,利用波速变化率曲线的细部特征对常规方法进行了优化,重新定义岩体质量分区的判定准则,使岩体质量分区具有唯一性。将优化方法应用到白鹤滩水电站4^#导流洞工程中,4^#导流洞开挖后的岩体质量可以分为3个区,即扰动一区、扰动二区及未扰动区,随着距开挖面深度的增加,围岩受到开挖的扰动影响逐渐减小,围岩质量逐渐变好,后续开挖步会使岩体的质量变差,扰动区范围进一步增加。
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  不同施工工序对围护结构及周边环境的影响

  汤瑞, 王强, 宫保聚, 过令

  长江科学院院报. 2016, 33(3): 59-64. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20140936

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  为了深入研究在不同施工工序下基坑开挖对基坑围护结构的内力和位移及周边环境的影响,运用岩土有限元软件Midas GTS分别模拟了广州某采用桩-锚索支护的高层建筑基坑在不同施工工序下的开挖过程,以及在进行底板施工时不对称堆载对基坑的影响,从而得到了基坑围护结构内力、变形及地表沉降的分布规律。计算分析结果表明:不合理的施工工序对基坑围护结构的内力和位移及地表沉降产生了较大影响,尤其是围护结构水平位移及地表沉降,这使得基坑的稳定性处于不利的状态;该基坑在锚索及时发挥作用比不及时发挥情况下,桩体最大弯矩减少率≥41.77%,地表沉降减少率≥32.75%;基坑底部不均匀堆载使得左、右侧桩体最大弯矩相差＞5%,桩体水平位移相差＞10%。研究结果将有助于提高深基坑设计水平,为类似工程的设计、施工和研究提供必要的参考。
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  可靠性理论在强风化岩石边坡稳定性分析中的应用

  徐根洪

  长江科学院院报. 2016, 33(3): 65-69. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20140971

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  为了对强风化岩块组成的岩石边坡的稳定性进行评价,通过一次二阶矩法、蒙特卡罗模拟和有限差分数值分析相结合的方法对其进行了可靠性分析和研究。首先,将岩石边坡等效为连续介质体,利用等效连续模型获得强风化岩石边坡的特征参数,之后,将岩石边坡的岩土材料参数定义为二维空间变异参数,并通过一次二阶矩法建立了变异参数的不确定性模型;然后,利用蒙特卡罗模拟了岩土参数的空间变异性;最后,利用有限差分的方法研究了协方差、相关距离对安全系数和可靠性指标的影响。结果表明:岩土工程参数空间变异性对特定岩石边坡的稳定性评价具有很大的影响;强风化岩石边坡的安全性评价不能仅凭单一参数值确定;随着岩石边坡参数协方差的增大,可靠性指标值逐渐减小,安全系数逐渐减小;随着自相关距离的增大,可靠性指标逐渐增大。因此,应在边坡常规分析和设计过程中充分考虑岩土工程参数空间变异性。
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  掺粉煤灰压实黄土环剪试验研究

  温明星, 骆亚生, 刘紫韦, 陈柯君

  长江科学院院报. 2016, 33(3): 70-74. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20141039

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  为了探究掺粉煤灰压实黄土残余强度特性,采用HJ-1型环剪仪对不同含水率和不同粉煤灰掺量条件下的黄土进行试验研究。结果表明:随着粉煤灰掺量的增大,土样最大干密度近似呈线性减小,而最优含水率近似呈线性增加;平衡含水率以下,残余强度与掺灰量呈负相关,平衡含水率以上,残余强度与掺灰量呈正相关。在工程应用中,可以考虑用适量粉煤灰处理较湿土,以达到降低土体自重,同时增强残余强度的目的。
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  基于三维激光扫描技术的岩体RQD获取方法与程序

  郭少文, 赵其华, 张兵, 梅朱寅

  长江科学院院报. 2016, 33(3): 75-79. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20141013

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  在西南地区岩质边坡高陡的特殊地形条件下,常规的地面地质调查方法难以开展。引入三维激光扫描技术获取边坡体出露的结构面各项几何参数(产状、间距、迹长),然后以这些地质资料为基础,结合结构面网络模拟技术生成不同走向网络图,通过在网络图上布置人工虚拟钻孔来计算得到岩体质量指标(RQD)。结果表明:提出的方法适用性较强,方便可靠,不仅解决了常规地质调查方法在高陡边坡地段难以开展的问题,而且还克服了以往钻孔岩芯获取岩体RQD指标数据少、误差大的缺点,获得岩体RQD指标经过修正后能满足工程实际需求。
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  露天爆破对近地表平洞结构的地震响应频谱分析

  赵建平, 宋晓东, 林翔

  长江科学院院报. 2016, 33(3): 80-83. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20141064

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  为探讨露天爆破下井下靠近地表平洞结构的爆破地震效应特性,通过露天爆破开挖过程中,在井下平洞拱顶和地面沿轨道方向布设测点,采集了大量井下平洞的爆破地震响应信号。采用小波分析和快速傅里叶变换相结合的分析方法,研究露天爆破地震波作用下平洞结构的响应频谱、能量分布特性。结果表明:爆破地震波作用下,近地表井下平洞拱底和拱顶质点在各个方向上的速度响应信号频率较大,主要集中在10～312 Hz;主频所处波段的能量占爆破震动总能量的大部分;平洞结构在铅直方向上的速度响应信号频率要低于水平方向的信号频率,且铅直方向主频随爆心距变化不大,而水平方向变化较明显;平洞结构拱顶铅直方向速度响应信号频率要低于拱底铅直方向的信号频率,拱顶铅直方向爆破振动响应更应引起重视。
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  昔格达组粉砂岩作为筑坝土料的工程特性研究

  左永振, 张伟, 张晓川, 党琛

  长江科学院院报. 2016, 33(3): 84-88. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20140937

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  昔格达组地层是分布于四川西部攀枝花及西昌地区的一种特殊的工程性质较差的半成岩,攀西地区是我国能源富集的地区,也是我国需要重点发展的水电能源地区,开展昔格达组地层研究对当地的基础设施建设有重要的意义。针对梅子箐水库扩建工程拟采用的昔格达组粉砂岩,采用大尺寸试验设备,进行了物理力学性能试验,探讨其作为筑坝土料的适宜性问题。试验研究表明:昔格达组粉砂岩具有较好的抗剪强度指标,压缩性中等偏低,渗透性中等,抗渗透变形特性较好,可以作为筑坝土料。在力学性质上,昔格达组粉砂岩的性质更接近粉砂质土。
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  固化疏浚泥室内渗透试验研究

  罗丽, 刘文白, 王晓琳, 张恩槐

  长江科学院院报. 2016, 33(3): 89-92. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20141005

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  为了研究固化疏浚泥的渗透特性,对不同养护条件、固化剂掺入量和龄期的固化疏浚泥进行了室内变水头渗透试验研究。结果表明:在养护条件一定时,固化疏浚泥的渗透系数随着固化剂掺入量和龄期的增大而减小;可用于工程防渗的最佳固化剂掺入量为6%~8%,而在固化剂中添加10%粉煤灰后的最佳固化剂掺入量为5%。试验结果对工程设计和施工具有重要的工程应用参考价值。
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  柿树沟泥石流物源体直剪强度特性试验研究

  王硕楠, 余宏明, 师华鹏

  长江科学院院报. 2016, 33(3): 93-97. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150090

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  柿树沟泥石流为暴雨型泥石流,研究该物源土体前期的含水率及密实程度对于分析该类型泥石流的形成具有重要意义。在降雨过程中物源土体逐渐饱和且细颗粒也随之发生运移,造成了土体密度的改变及强度特征的影响。以柿树沟泥石流物源土体为研究对象,采用室内大型直剪试验,研究其在不同饱和度和干密度条件下的强度特性,分别得到饱和度、干密度与抗剪强度指标c和φ的关系,与强度包线的关系,与剪应力及位移的关系。结果表明:土样c值与饱和度成反比,与干密度成正比关系,且饱和前期变化较为明显;剪应力-位移曲线随着饱和度的增加峰值逐渐明显;前期充分降雨情况下,土体逐渐饱和且抗剪强度迅速下降,在径流作用下表层松散堆积物易被裹挟带走,形成泥石流。通过试验的研究,可以获取此类粒径组合下的泥石流物源体的强度指标变化特性,对该类泥石流的形成机制或预测预报的研究具有一定的参考和指导意义。
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  非饱和残积土土-水特性研究及基质吸力估算

  丁少林, 左昌群, 刘代国, 李林森, 陈建平

  长江科学院院报. 2016, 33(3): 98-103. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20140932

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  残积土在我国南方分布十分广泛,是工程建设及地质灾害评估中主要遇到的土体之一。非饱和状态下,残积土边坡土体的工程性质不仅取决于土的组成、结构和应力状态,还与土中的吸力密切相关;土-水特征曲线表达了土体中含水量与吸力的关系,是非饱和土研究的重要内容之一。选取福建省有典型代表的凝灰质砂砾岩残积土、凝灰岩残积土以及花岗斑岩残积土3种类型土作为试验土样,测定土样完整的脱湿、吸湿循环过程的土-水特征曲线。鉴于基质吸力测量困难,在Barden非饱和土分类方法的基础上,通过分析具有实际工程意义的含水量情况(饱和度介于50%~90%),总结出的利用饱和度预测基质吸力的简易方法具有针对性和实用性。
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  南水北调中线工程膨胀土边坡处理效果及评价

  刘鸣, 程永辉, 童军

  长江科学院院报. 2016, 33(3): 104-110. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20140985

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  为研究膨胀土边坡在膨胀作用下的破坏形式及边坡处理方案,针对不同工况进行了现场模拟试验与监测。系统总结了膨胀土边坡处理的施工技术;从边坡变形、含水率变化2个方面,全面分析了水泥土改性、土工格栅加筋、土工膜封闭、土工袋填筑4个工况的边坡处理效果。结果表明:水泥改性土(换填非膨胀黏性土)处理效果最好;土工格栅加筋主要存在施工工艺较为复杂的问题;土工袋填筑存在压实度难以控制的问题;土工膜封闭主要由于没有压重处理,效果最差。最后总结并提出了膨胀土边坡处理原则。
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  基于扰动插值函数的原状黏土强度分析

  曾垂昌, 吴跃东, 罗如平, 吴鸿昇

  长江科学院院报. 2016, 33(3): 111-114. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20140918

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  原状土的强度问题一直是岩土工程领域非常关心的问题之一,然而由于土样扰动的存在,真正获得原状土样的强度存在较大的困难。基于扰动插值函数的物理概念,提出了一种通过扰动土样强度预测原状土样强度的方法。该方法在Z.Hong和K.Onitsuka扰动度定义的基础上,结合黏性土弹塑性损伤力学模型,将扰动插值函数视为扰动度D_d的指数函数关系式,根据扰动土样的强度及压缩试验结果,通过插值函数推求得到原状土样的强度。基于连云港典型软黏土的振动试验对模型的适用性进行了检验,模型验证结果表明,该预测方法能较好地反映连云港典型软黏土的原状强度。
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  地震作用下顺层岩质滑坡稳定性离散元模拟

  冉涛, 赵安平, 尹剑辉

  长江科学院院报. 2016, 33(3): 115-121. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20140802

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  以金沙江溪洛渡水电站库区恩子坪2^#滑坡为例,采用宁河地震天津记录数据作为地震动参数,运用离散元程序UDEC(Universal Distinct Element Code)对滑坡在未来地震作用下的响应特征和变形破坏机制进行数值模拟。数值模拟计算结果显示:在地震波作用下,坡体表现出明显的放大效应,其中加速度放大程度最大,位移次之,速度最小;地震波达到峰值后,坡体中的剪应力集中范围和滑带的剪应变均急剧增大,由于剪应变累积效应,变形破坏从滑带前端向尾部传递、扩展;地震结束时,滑坡的稳定性系数已经低于1.0,最大累积位移达到了1.58 m。通过分析数值模拟计算结果可知:运动放大效应、剪应力集中和剪应变累积效应是导致滑坡变形破坏的主要机制,滑坡的失稳模式依然为顺层滑移;滑坡已经失稳破坏,建议采取适当的锚固工程,以降低滑坡在地震作用下失稳堵江的风险,从而保证溪洛渡水库的正常运营。
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  尾矿库土石初期坝坡面沼泽化治理措施

  陈星, 刘发清, 朱远乐

  长江科学院院报. 2016, 33(3): 122-126. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20140979

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  对于初期坝为透水堆石坝、后期采用尾砂筑坝的上游式尾矿库,由于库水位高、干滩长度短、尾砂渗透性差、堆积坝坡陡、未设置排渗设施等原因,往往在后期尾矿堆积坝坡面出现沼泽化现象。目前对这种堆积坝坡面沼泽化的治理已积累了丰富的经验,而对于土石初期坝沼泽化现象,因出现较少,研究不多,治理措施也较少。通过对初期坝坡面沼泽化的原因分析和治理措施比选,将水平排渗管用于尾矿库土石初期坝坡面沼泽化治理中,根据浸润线观测及现场查看,经治理的土石初期坝浸润线埋深逐步降低、坡面沼泽化消除、坝体稳定性逐步提高,具有良好的治理效果。采用水平排渗管可消除土石初期坝沼泽化,施工中积累的经验可为类似工程治理提供借鉴。
水工结构与材料
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  水工钢闸门主梁的最优梁高

  张雪才, 王正中, 孟明, 李路明

  长江科学院院报. 2016, 33(3): 127-131. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20140826

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  对水工钢闸门主梁高度的确定多以经验公式为主,理论不完善,未全面考虑截面形式与支座位置对梁高影响的问题,依据现行钢闸门设计规范,以满足强度、刚度、稳定性和几何构造要求为约束条件,以主梁和竖向隔板总用钢量最小为目标函数,分别建立单轴、双轴对称截面下的简支式和双悬臂式主梁梁高的优化模型。采用半解析法推导出简支式和双悬臂式主梁的最优梁高理论公式。通过与已建工程对比,结果表明:推导的最优梁高公式计算的梁高均与实际工程中的梁高接近,且公式有进一步优化的空间;通过减小隔板高厚比与主梁腹板高厚比可达到降低梁高的目的。该理论公式一方面可应用于工程实践,另一方面也可为完善规范提供理论基础。
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  围岩特性与衬砌厚度对隧洞衬砌混凝土温度应力的影响

  李俊, 方朝阳

  长江科学院院报. 2016, 33(3): 132-136. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20141027

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  为探明围岩特性与衬砌厚度对衬砌混凝土温度应力的影响,从而制定合理的温控标准,提出了技术可行、经济合理的温控措施,确保了白鹤滩水电站泄洪洞衬砌混凝土具有较高的抗裂安全性。根据白鹤滩水电站泄洪洞衬砌混凝土的结构和材料特性以及边界条件,利用ANSYS对衬砌施工过程中的温度场和应力场进行三维计算。结果表明:衬砌厚度越大,混凝土温度越高,最高温度出现时间越晚;围岩强度越高,衬砌厚度越大,产生的拉应力就越大;而围岩强度越差,衬砌厚度越大,对应的拉应力相对较小。围岩特性与衬砌厚度共同影响着衬砌混凝土温度和温度应力变化趋势,因此,为确保混凝土抗裂安全性,对不同围岩特性的地段应选择不同的衬砌厚度。研究结果可供类似工程参考。
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  高寒地区筑坝碾压混凝土配合比优化设计方法研究

  刘丹, 孙西欢, 李永业, 石继忠

  长江科学院院报. 2016, 33(3): 137-140. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20140988

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  碾压混凝土配合比参数优化是保障筑坝安全的重要技术措施。依托高原区碾压混凝土筑坝工程,重点探讨了外加剂掺量和粉煤灰品质在碾压混凝土配合比设计中的控制机理,拟合了不同工况下碾压混凝土胶水比与抗压强度的关系曲线。结果表明:在不影响碾压混凝土品质的情况下,提高外加剂掺量可以有效降低胶凝材料的用量;粉煤灰的等级对混凝土用水量有很大的影响;碾压混凝土胶水比与抗压强度有较好的线性相关性,其各龄期抗压强度发展系数先增长较快,后增速放缓并趋于平稳。该设计经验可为类似工程的碾压混凝土配合比优化设计提供参考。
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  基于声发射的自然与饱水状态混凝土动态劈拉特性对比

  邹三兵, 杨乃鑫, 罗曦, 彭刚

  长江科学院院报. 2016, 33(3): 141-146. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20140706

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  为研究自然状态与饱水状态混凝土的动态劈拉特性,进行了不同应变速率(10^-5/s ,10^-4/s ,10^-3/s ,10^-2/s)下的径向劈拉试验,对混凝土劈拉强度进行了深入分析,并利用实时采集的声发射数据分析自然状态与饱水状态混凝土在劈拉破坏全过程中的能量释放特性及破坏规律。结果表明:自然状态和饱水状态混凝土的劈拉强度随加载速率的增加而增大。在低应变速率(10^-5/s,10^-4/s和10^-3/s)时,由于自由水的楔入作用,饱水状态混凝土的劈拉强度比自然状态混凝土的劈拉强度小;在应变速率为10^-2/s时,由于Stefan 效应,饱水状态混凝土的劈拉强度比自然状态混凝土大;饱水状态混凝土的动态增强因子比自然状态混凝土的大,饱水状态混凝土率敏感性更显著;声发射信号特征与混凝土的破坏特性相一致,实时采集的声发射信号可对混凝土的劈拉破坏过程进行较准确的监测。
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  塑性混凝土相对弹性变形特性试验研究

  宋力, 刘璐璐, 高玉琴

  长江科学院院报. 2016, 33(3): 147-150. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20141060

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  为了探讨塑性混凝土应力-应变曲线直线段P₁和P₂的取值范围,从而得出弹性模量的取值,通过对4组不同混凝土配合比的48个试件,进行了单轴抗压强度试验。通过试验绘制了典型应力-应变曲线,选取了曲线的近似直线段,进而分析割线模量和计算区间内切线模量均值的相近程度,并对直线段弹性模量计算公式中如何对P₁和P₂取值进行了研究。试验结果表明:塑性混凝土应力-应变曲线上升段存在近似直线段;塑性混凝土的强度＜5MPa时,选取60％和80％峰值应力作为弹性模量计算公式中P₁和P₂的值比较符合塑性混凝土的实际情况;反之,则需要更进一步的研究。试验研究成果为解决低强度塑性混凝土材料性能取值难问题提供了一种较好的方法。