长江科学院院报

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章运超, 李凌云, 范北林, 郑珊

长江科学院院报. 2016, 33(7): 1-5. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150336

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通过长江中游沙市站的实测水沙、断面资料的分析表明,沙市站河槽形态的调整对水沙变异存在一定滞后性。为了研究沙市河段河床演变的滞后响应规律,从3个方面对适用于黄河流域的河床演变滞后响应模型进行改进:①以沙市站多年平均枯水位下的断面面积作为滞后响应模型的特征变量;②引入“年组合流量”概念;③在模型迭代公式中使用分段函数,从而得到适用于沙市河段的河床演变滞后响应模型。利用模型迭代公式进行计算,结果表明改进后的河床演变滞后响应模型计算精度R²处于0.7~0.8之间,可以很好地描述沙市站河槽形态的调整规律。

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上荆江典型断面河床纵横向变形过程的概化模拟

张翼, 夏军强, 邓珊珊, 宗全利

长江科学院院报. 2016, 33(7): 6-11. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150352

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针对当前三峡工程运用后坝下游河床的调整特点,将床面冲淤与河岸崩退的计算模块相结合,构建了基于断面尺度的河床纵向及横向变形的概化数学模型。以上荆江荆34断面为研究对象,采用概化模型计算了该断面2006年和2008年水文年的河床纵向与横向变形过程,计算的河床纵向冲刷量、河岸崩退总宽度及崩塌后岸坡形态等结果与实测结果吻合较好。此外还分析了考虑与不考虑床面冲淤2种情况下2006年荆34断面形态调整的计算结果,该断面河床冲刷主要集中在枯水河槽,床面冲刷下切导致河岸高度增大,最大增幅约1.9 m,且考虑河床冲淤后计算的河岸崩退总宽度比不考虑时的计算值偏大20%。表明了近岸床面冲刷下切导致滩槽高差增大,将会加剧崩岸的发生。

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武汉市大气降水的氢氧同位素变化特征

邓志民, 张翔, 潘国艳

长江科学院院报. 2016, 33(7): 12-17. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150293

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为了解武汉市降水同位素组成,收集武汉市2011—2013年大气降水中氢氧稳定同位素,并结合气象资料和国际原子能机构(International Atomic Energy Agency,简称IAEA)提供的1986—1998年的数据资料,建立了武汉市地区大气降水线方程,分析了武汉地区大气降水中稳定同位素的变化特征。结果表明:武汉市地区降水线为δD=8.29 δ¹⁸O+7.44,与中国大气降水线相接近;降水中氢氧同位素组成季节变化明显,春季降水中δ¹⁸O值最大,而夏季最小;武汉市降水中δ¹⁸O值呈现上升趋势,降水中δ¹⁸O与气温和降水量均呈现负相关关系,且在时间上是多变的。水汽源是控制武汉市大气降水中氢氧同位素组成的重要因素。

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凹凸棒石纳米铁复合材料的制备及应用探讨

冯雪, 董磊, 李青云, 林莉

长江科学院院报. 2016, 33(7): 18-22. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150235

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通过对凹凸棒石进行湿法提纯和酸处理改性提高凹凸棒石的纯度、比表面积和吸附性能;将提纯改性后的凹凸棒石作为载体,以硼氢化钾作为还原剂,在氩气保护下采用离子交换法制备凹凸棒石纳米铁复合材料,解决纳米铁稳定性差、容易凝聚成团的问题,从而增大纳米铁与污染物反应的有效面积。与纳米铁相比,凹凸棒石纳米铁复合材料较稳定,易于保存。以地下水中常见的硝酸盐为目标污染物,探讨了将凹凸棒石纳米铁复合材料应用到可渗透反应墙技术、抽出处理技术及注入修复技术中的方法。应用研究成果表明,经上述技术处理后,地下水硝酸盐浓度可得到有效去除。

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二维河流水质模型方程解析解参数灵敏度分析

方贝, 刘元会, 郭建青

长江科学院院报. 2016, 33(7): 23-27. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150237

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利用局部灵敏度分析方法和Morris全局灵敏度分析方法,分析了二维瞬时投源河流水质模型方程解析解输入参数的误差对计算结果的影响程度,分别对模型方程输入参数的灵敏度进行计算并比较,讨论了单参数及多个参数相互作用下的系统扰动对污染物浓度计算结果的影响;绘制了局部灵敏度分析法下各参数的灵敏度变化曲线。灵敏度分析结果显示:二维河流水质模型方程解析解对不同参数的敏感程度不同,其中河流的平均流速最为灵敏,而污水排放点的位置坐标的灵敏性最弱;各参数间存在着相互作用,各参数灵敏度大小顺序为|S_u|>|S_{D_y}|>|S_y₀|>|S_x₀|,但定量地分析各参数的灵敏度值却是不同的,Morris全局灵敏度分析方法综合考虑了多个参数间的相互作用,故其结果较局部灵敏度法更为可靠,更能反映实际情况。

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飞蛾火焰优化算法在承压含水层参数反演中的应用

崔东文

长江科学院院报. 2016, 33(7): 28-33. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150694

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通过10个典型低维函数对一种新型群体智能仿生算法——飞蛾火焰优化(MFO)算法进行仿真验证,并与粒子群优化(PSO)算法的寻优结果进行对比。以无界井流问题及直线隔水边界附近井流问题的解析解为基础,将MFO算法应用于分析抽水试验数据,进行反演承压含水层参数,并以2个实例对MFO算法进行验证。结果表明:MFO算法在低维函数极值寻优问题上具有较好的收敛精度和全局寻优能力,寻优精度较PSO算法提高了7个数量级以上。MFO算法对2个实例的反演精度较文献改进SA算法等提高了56.5%以上,具有较好的稳健性能、收敛速度和全局寻优能力。利用MFO算法对承压含水层参数进行反演,可获得比相关文献更高的反演精度,不但为精确估计承压含水层参数提供了有效方法,而且拓展了MFO算法在地下水模型参数反演中的应用,具有良好的应用价值和前景。

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重庆城市生态化水平评价方法及应用

潘真真, 苏维词, 王建伟, 郭晓娜

长江科学院院报. 2016, 33(7): 34-38. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150364

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以重庆市为例,从城市生态系统的5个能力支持子系统入手筛选出64个基础指标,利用相关性分析、变异系数分析进行第1次筛选保留44个指标,并运用主成分分析进行第2次筛选,最后保留41个核心指标构建重庆城市生态化水平评价指标体系。采用熵权法及相关公式计算2005—2012年重庆城市生态化发展度,利用灰色关联度分析法计算2005—2012年重庆城市生态化协调度,最后求出重庆城市生态化指数,并划分为第Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ共5个等级。结果显示:重庆城市生态化水平整体上呈逐步上升改善的趋势,个别年份有些波动,但与实际情况基本相符,2005年重庆城市生态化指数为0.36,属于第Ⅲ级,生态化水平一般,2012年上升到0.73,属于第Ⅱ级,生态化水平较高,但距离第Ⅰ级还需要一个长期的过程,面临着结构性、整体性挑战。

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东荆河下游河道防洪治理研究

王大明, 由星莹, 唐金武, 翁朝晖, 王淋

长江科学院院报. 2016, 33(7): 39-45. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150450

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近年来东荆河下游出现洪水位持续偏高的问题,分析其原因在于:20世纪70年代东荆河治理中仅围挽了联合大垸而并未扩挖深水河槽,后经洲滩民垸持续围垦及淤积,造成杨林尾洪水位偏高。为解决该问题,在深入研究丹江口水库大坝加高后汉江防洪形势以及三峡水库蓄水后长江防洪形势变化情况的基础上,确定了新形势下东荆河下游河道治理标准采用东荆河来流4 250 m³/s,相应汉口水位28.28 m,杨林尾控制水位31.0 m为宜;通过河槽疏挖等工程,有效扩大东荆河下游河道泄洪能力。在拟定的3种治理方案中,采用了二维水流数学模型进行比较,计算成果表明,保持现有堤距,扩挖深水槽的方案1具有投资少、施工易、降低洪水位效果明显的优点,因此将方案1确定为治理推荐方案。

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长江源区近年水质时空分布特征探析

黄茁, 刘玥晓, 赵伟华, 赵良元

长江科学院院报. 2016, 33(7): 46-50. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160248

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长江源区地处青藏高原,气候条件恶劣,受技术条件限制,有关源区特有的高原生态环境状况的调查和报道较少。根据2012,2014,2015年长江源区科学考察获取的水质监测资料,分析了长江源区常规监测指标、金属类及有机物等水质指标,探析了近几年长江源区水质时空分布特征。结果表明:长江源区河流水质良好,大多数区域的水质指标达到Ⅰ—Ⅱ类水标准;受水体含沙量和区域地质条件的影响,源区不同区域河流水质有一定差异;源区水质年际间差异不大,基本在相同的范围内波动;与国内外河流背景值相比,源区水质基本处于河流背景值范围内;源区有邻苯二甲酸酯类有机污染物检出。该结果对于进一步开展长江源区水生态环境研究具有重要意义。

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基于三维GIS的丹江口水库地质灾害监测预警系统设计与实现

陈蓓青, 田雪冬, 曹浩, 贾进科, 张煜

长江科学院院报. 2016, 33(7): 51-54. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150270

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论述了基于三维网络地理信息系统(GIS)的地质灾害监测预警系统的总体框架结构及特点,并对采用的信息采集组网与通信、时态GIS技术和基于多模型的地质灾害监测预测预警技术等关键技术进行了介绍。系统采用部署灵活、扩展性强的多层体系结构,运用地理信息技术、虚拟仿真技术和基于多用户并发的WEB异步服务技术,构建了融合三维地理信息功能与地质灾害预警预报业务功能的网络决策支持系统,实现了地质灾害信息采集、传输、管理、分析、决策、预警发布的一体化平台,系统已在丹江口库区投入试运行,可为我国地质灾害管理科学化,应急响应高效化提供参考和借鉴。

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U型堰进水口防涡墩试验研究

彭诚, 王均星, 谭哲武

长江科学院院报. 2016, 33(7): 55-59. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150438

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进水口漩涡是一种常见的水力学问题。以辽宁省清河分水口工程为研究背景,采用物理模型试验的方法,在大比尺为1/10的模型条件下对分流堰部位的进水口漩涡进行了重点试验研究。通过对原设计方案的相对临界淹没水深、速度与环量、进水口边界条件3个漩涡成因进行分析,从边界条件的角度出发提出了修改方案下边墙段的截弯取直、U型堰与防涡墩相结合的消涡方法。试验结果证明,修改方案不仅避免了进水口初始环量的产生,改善了整个分水口的水流流态,同时还优化了进口边界条件,显著地达到了消除进水口漩涡的目的。

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台阶式溢洪道水流能量特性的研究

文明宜, 刘韩生, 范灵芝, 柳思源

长江科学院院报. 2016, 33(7): 60-62. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150329

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为了研究台阶式溢洪道上水流能量特性,对坡比1:1.25不同台阶高度的台阶溢洪道进行模型试验,试验结果表明:台阶溢洪道上总水头沿程急剧降低;水流比能表现出沿程先增大后达到稳定值的规律;水流比能的变化决定总水头的变化,比能稳定值越小说明台阶溢洪道的消能效果越好。通过无量纲分析得出稳定比能与相关影响因子的2个无因次参数,结合试验和相关文献对2个无因次参数拟合,表现出良好的幂函数规律,相关系数为0.994 9~0.997 2。同时得出计算剩余能量和台阶溢洪道总消能率的经验公式,为相关设计提供参考。

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基于FDEM-flow的多孔水力压裂模拟

严成增, 郑宏

长江科学院院报. 2016, 33(7): 63-67. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150234

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为指导水力压裂施工,用FDEM-flow方法对多孔水力压裂问题进行了研究。研究结果显示:当H2孔的水压较小时,由H1孔出发的裂缝几乎不朝H2孔偏转;当H2孔的水压较大时,H1孔出发朝下扩展的裂缝,向H2孔偏转明显;当H1,H3孔同步增大水压时,H1出发向下扩展的裂缝朝H3孔偏转,H3孔出发向上扩展的裂缝朝H1孔偏转,最终在H1孔和H3孔间形成2条相向扩展的裂缝。上述研究结果表明:水力压裂裂缝的走向会受到相邻孔的干涉,可以通过相邻孔应力干扰控制压裂裂缝的走向;同时相邻孔的干涉,可以降低注水孔的起裂水压力,这也从侧面说明了同步压裂技术的合理性。

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层理面细观参数对层状岩体强度特性影响的研究

夏磊, 曾亚武, 张森

长江科学院院报. 2016, 33(7): 68-75. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150451

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为了从细观角度研究不同层理面的细观参数对层状岩体强度特性的影响,利用颗粒流建立数值模型,从细观角度将层理面力学参数分为黏结强度、摩擦作用和咬合作用3个方面,通过开展不同层理倾角下层状岩体单轴压缩试验的数值模拟,初步探讨了层理面力学参数对层状岩体强度的影响。结果表明:当层理黏结强度与基岩相差很大时,其影响可以忽略,而当其与基岩黏结强度比较相近时,其影响很大;层理摩擦作用对岩体整体强度的影响很小;层理咬合作用由层理厚度体现,是影响岩样整体宏观强度的重要因素,在试验颗粒级配条件下,当层理厚度取大约3倍最小颗粒半径时比较合理。

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花岗岩脆延破坏过程声发射与损伤特性模拟研究

王云飞, 杨文选, 焦华喆, 王立平, 赵洪波

长江科学院院报. 2016, 33(7): 76-80. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150417

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为了研究花岗岩脆性和延性破坏过程的声发射特性和损伤演化机制,通过花岗岩单轴试验和颗粒流程序进行了不同围压试验,获得了花岗岩破坏过程中的声发射曲线并再现了内部损伤演化过程。试验结果表明:花岗岩脆延破坏分界围压约为100 MPa;花岗岩脆性破坏时最大声发射强度的滞后效应受围压影响显著,围压越大滞后效应越不明显,延性破坏时最大声发射强度与峰值应力同时出现,滞后效应消失。花岗岩脆性破坏声发射曲线为单峰型,延性破坏声发射为平缓曲线。脆性破坏花岗岩内部严重损伤区少且分布集中,损伤区裂隙发展方向单一,延性破坏内部损伤区多且遍布整个试样,损伤区裂隙主要沿2个相互正交方向发展;花岗岩破裂角随围压增大逐渐减小,由低围压下的破裂面转变为高围压下的破碎带,低围压脆性破坏花岗岩被破裂面切割成数块,高围压下延性破坏呈粉碎性状态。

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基于蚁群算法的冻结重塑黏土分数阶导数西原模型分析

姚兆明, 张秋瑾, 牛连僧

长江科学院院报. 2016, 33(7): 81-86. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150419

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掌握冻结状态下岩土体的蠕变规律,对利用冻结法施工的井筒建设安全至关重要。对人工冻结重塑黏土在-5,-10,-15 ℃下进行单轴抗压强度试验,得到温度对人工冻结重塑黏土单轴抗压强度的影响规律;根据重塑黏土冻结下的单轴强度,分别进行3个加载等级的蠕变试验,得到温度、加载等级对蠕变的影响规律。将Abel黏壶引入到西原模型,建立分数阶导数西原模型;利用蚁群算法对重塑黏土冻结状态下蠕变西原模型和分数阶西原模型进行参数辨识,通过分析2种模型的模拟结果,表明分数阶西原模型更适合于计算重塑黏土冻结状态下的蠕变规律。

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结构性软黏土一维压缩变形特性的数学描述

柯文汇, 陈健, 盛谦, 房强, 卞晓曼, 赵青

长江科学院院报. 2016, 33(7): 87-92. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150322

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为了研究结构性软黏土一维压缩变形特性的影响,在软黏土一维压缩结构破坏特征的基础上,揭示了压缩指数随孔隙比的变化规律,提出了土体结构渐进破坏的数学描述模式;基于上述描述模式,首先推导了一维压缩曲线的数学表达式,分析了结构效应参数对压缩曲线性状的影响规律;然后利用10种典型结构性软黏土的一维压缩试验结果对数学描述模式进行了验证,并以Mexico City clay为例,将描述模式和其他6种常用描述模式的模拟效果进了对比分析;最后分析了软黏土结构效应参数随(w-w_P)的变化规律,通过线性回归得出了结构效应参数的经验关系式。研究结果表明提出的描述模式能较准确地描述一维条件下结构性软黏土的压缩变形的结构破坏特征。成果为建立结构性软黏土的本构模型提供了一定的理论基础,也为进一步研究结构性软黏土的变形特性提出了新的思路。

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土石混合体单轴压缩试验的三维颗粒流数值模拟

金磊, 曾亚武, 叶阳

长江科学院院报. 2016, 33(7): 93-99. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150423

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为探究不同含石量土石混合体在单轴压缩荷载下的变形破坏机理,在不规则颗粒三维离散元精细建模技术的基础上,提出了一种不规则块石三维离散元模型随机生成技术,并建立了符合宏观统计规律的土石混合体三维颗粒流数值模型。进行了低、中、高不同含石量(0,10%,30%,50%,70%,90%)的土石混合体单轴压缩试验颗粒流数值模拟,获得了各种含石量的土石混合体在单轴压缩荷载下的应力应变特征和变形破坏特征,并对其变形破坏的细观机理进行了深入的分析探讨。结果表明:随着含石量的增加,土石混合体试样单轴抗压强度和弹性模量随之减小;中低含石量(0,10%,30%,50%)土石混合体的应力-应变曲线表现出典型的应变软化特征,而高含石量(70%,90%)土石混合体在达到峰值应力后表现出一定程度的塑性流动特征;中低含石量土石混合体试样中形成的微裂纹主要是张拉裂纹,宏观上表现出来的是拉裂破坏,而高含石量土石混合体试样中微裂纹很少,主要是剪切裂纹,宏观上表现出来的是剪切破坏。

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大尺度坑中坑对基坑稳定性的影响分析

朱进军, 邵勇, 何永福

长江科学院院报. 2016, 33(7): 100-104. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150279

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为了分析坑中坑对基坑稳定性的影响,以工程实例为依托建立了数值模型,分析了坑中坑开挖深度、坡度、平台宽度对支护桩顶位移的影响。分析结果显示:随着开挖深度及坡度的增加及平台宽度的减小,支护桩顶位移呈增大趋势;在不同的平台宽度及开挖坡度下,坑中坑开挖存在临界深度,在确定了开挖深度后又存在临界平台宽度;随着面积比的增大,支护桩顶位移逐渐减小,面积比达一定数值时,支护桩顶位移不再减小,即只要预留足够的平台宽度,坑中坑对基坑稳定性几乎无影响。分析成果可为坑中坑的稳定性设计提供参考。

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砂卵石填料加筋土挡墙筋土荷载传递规律研究

王多银, 高超, 汪承志, 韩超, 仝亚

长江科学院院报. 2016, 33(7): 105-109. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150332

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为了研究砂卵石填料加筋土挡墙筋土间荷载传递规律,将加筋土视作以土体为基体,筋带为增强的复合材料,在轴向受力情况下,将拉筋周围土体分为界面层和加筋有效影响层。基于加筋有效影响层内由筋带产生的附加剪应力沿法向呈线性衰减的假设,修正了传统剪力滞后模型,建立起加筋带平衡微分方程,解得加筋土挡墙筋带轴向应力分布规律解析解。通过与拉拔试验数据对比,发现理论推导与试验结果比较吻合。研究结果表明:砂卵石填料加筋土挡墙拉筋应力沿长度l方向呈先增大后减小的类抛物线形状,且峰值出现在<l/2处;紧邻拉筋部分土体出现带状加筋有效影响层,且附加剪应力在该土层内沿法向线性衰减。

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考虑饱和两相介质的土层地震反应分析

常晁瑜, 薄景山, 李孝波, 李煜东, 张兆鹏

长江科学院院报. 2016, 33(7): 110-114. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150966

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地下水位以下的饱和土层是两相介质,波在其中传播需要考虑水和土的相互作用。为了考虑饱和土层中水土耦合作用,将饱和两相介质的Biot波动理论引入土层地震反应,用来计算地下水位以下饱和土层的地震反应。在此基础上,采用有限差分法,结合人工透射边界,提出了一种考虑饱和两相介质的土层地震反应分析方法。利用该方法计算了响嘡台阵3^#测井的土层地震反应,并与等效线性化方法计算结果和实际强震记录进行了对比分析。结果表明:该方法和等效线性化方法均可以反映出和实测结果相似的加速度时程和反应谱数据,该方法的理论模型较单相介质方法更合理,计算得到的加速度时程和反应谱数据也更接近真实记录。

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不同地质条件下边坡动力特征的DDA方法分析

刘勇, 王运生, 唐起, 陈怡西

长江科学院院报. 2016, 33(7): 115-120. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150453

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为了对边坡动力响应特征进行分析,基于非连续变形分析(DDA)方法,改进了部分程序,并利用改进的DDA建立了边坡分析模型。该模型绘制了坡体中加速度放大系数等值线图,首先验证了模型黏滞边界的远近对边坡动力响应特征影响极小;其次,分析了不同坡角、坡高、岩性及输入一定地震波周期条件下的边坡加速度放大系数等值线随高程及水平深度的变化特征。分析表明:坡角、坡高小于一定值时,加速度放大系数随高程及水平深度增加呈递增趋势,同一边坡岩性较硬或输入波周期较长时,加速度放大系数较大;而当边坡中存在节理及软弱夹层等不利地质体时,地震波传播会受到反射和透射作用的影响,从而影响边坡的动力特征。经DDA模拟计算揭示:当岩体弹性模量较大时,节理对地震波传播的透射作用较强,且当节理间距与输入波长的比值小于临界值时,其比值越大,节理对波的透射作用越强;岩体分界面下部岩性较上部岩性硬时,随着2种岩体弹性模量差值增大,透射波峰值加速度衰减越明显,而反之分界面以下岩体较上部软时,随2种岩体弹性模量差值增大,透射波峰值加速度放大越明显;当软弱夹层厚度以及其与周围岩体波阻抗的比值较大时,地震波经过软弱夹层时的透射作用较小。

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高阶数值流形方法的速度公式

苏海东

长江科学院院报. 2016, 33(7): 121-125. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150343

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高阶数值流形方法可以显著提高结构计算精度,但目前在涉及大位移的动力分析中往往得到精度很差、甚至不正确的速度结果。基于平面三角形数学网格和一阶多项式覆盖函数,通过一个刚体杆件旋转算例探讨其中的原因,得出必须考虑构形坐标变化对速度的影响,并提出高阶流形法的3种速度处理方法及相应的高阶速度公式。该方法对一些在结点处增加广义自由度的类似方法(如广义有限元)的几何非线性问题分析也具有一定的参考价值。

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硫酸铵腐蚀混凝土性能劣化时变规律及预测

邓通发, 彭剑, 欧阳斌, 朱沛东, 林煌

长江科学院院报. 2016, 33(7): 126-131. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150354

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通过在5%浓度硫酸铵溶液中长期浸泡,对不同水灰比、不同浆骨比、不同粉煤灰掺量的混凝土试件进行腐蚀试验研究,得到0~120 d腐蚀龄期下试件抗压强度的劣化规律。采用灰色关联分析方法研究了不同因素对混凝土抗压强度影响的显著程度,通过构建GM(1,1)预测模型对受硫酸铵腐蚀的混凝土强度劣化规律及服役寿命进行预测。结果表明:水灰比0.4、浆骨比0.28和粉煤灰掺量10%的受腐蚀混凝土抗腐蚀性能较强,随水灰比、浆骨比和粉煤灰掺量比例增大,抗压强度降幅明显。构建的GM(1,1)预测模型具有较高的精度,运用该模型在预测受腐蚀混凝土的寿命中,粉煤灰掺量10%、水灰比0.4及浆骨比0.28的受腐蚀混凝土分别比其它影响因素相同下的受腐蚀混凝土增加247%,125%,74%。

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基于突变理论的复杂地基重力坝深层抗滑稳定研究

王志鹏, 孙建生, 赵丹

长江科学院院报. 2016, 33(7): 132-136. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150458

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为研究坝基中存在多条软弱夹层的复杂地基重力坝的深层抗滑稳定问题,运用ANSYS有限元软件,建立了某水库工程重力坝-坝基系统的有限元模型。采用超载降强综合法,即同时考虑水荷载和坝基材料因素变化的作用,并结合突变理论,分别建立了特征点水平位移和坝基中软弱夹层上下点相对位移与综合系数的尖点突变模型,并通过建立模型的标准势函数,根据其判别式的正负来判断重力坝是否失稳。为了更好地表征结构的性态转变,应采用恰当的突变指标,比如坝基中软弱夹层上下点相对位移指标,得出抗滑稳定安全系数在区间[3.125,3.188]内,与传统刚体极限平衡法得到的安全系数在区间[3.039,3.667]内相一致,同时为了更精确地进行失稳判别,应结合其他判据,并建立综合的判别体系。

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基于RS和GIS的土地利用变化碳排放现状及预测分析

杨坤, 胡馨, 石越

长江科学院院报. 2016, 33(7): 137-141. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150229

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根据2000年和2010年2期拉萨地区的遥感数据,在erdas平台上将该区域分为耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用地6类土地,利用ArcGIS的空间分析技术,得出这2期的土地利用现状分布和土地利用转移矩阵,并利用马尔科夫模型对2020年、2030年、2040年土地利用变化进行预测。以此为基础,计算出该地区标准年中每1 a的碳排放量,及预测每10 a碳排放量。结果显示:生态用地结构改变、林地面积增加是碳吸收的主要原因;过度放牧、畜牧业消费需求的增加、旅游业的开发是土地利用变化碳排放的主要原因。最后提出建议:注重保护生态环境、限制过度放牧、低碳旅游, 可以有效抑制生态用地的减少和控制碳排放总量。

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基于物联网三维GIS的地质灾害监测管理系统研究

贾进科, 马辉, 蔡习文, 陈蓓青, 申邵洪

长江科学院院报. 2016, 33(7): 142-144. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150245

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采用物联网、网络三维地理信息系统、数据库技术为核心技术,从地质灾害监测数据的获取、管理、分析和表达等角度出发,深入开展了大型水库地质灾害监测管理系统研究。首先,根据地质灾害监测参数,构建地质灾害监测传感器网络,远程获取监测数据;然后,在网络三维真实地理环境下,实现监测结果网络三维表达和交互应用、以及灾害模拟分析。选择丹江口库区滑坡监测管理开展典型应用,验证了系统的稳定性、有效性和智能性,结果表明该系统能够快速、高效、科学支撑地质灾害监测管理,具备良好的应用前景。

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多波束测深技术在沉排工程水下铺设质量检测中的应用

赵钢, 王茂枚, 徐毅, 石银涛, 蔡军

长江科学院院报. 2016, 33(7): 145-149. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20151130

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近年来,因铰链沉排技术具有较好的护岸效果,得到了广泛的应用,水下沉排铺设作为主要工序,其铺设质量直接影响到该工程的防护效果,因此对水下沉排铺设质量控制和检测显得尤为重要。在定量反映沉排水下铺设检测指标等方面,利用各种先进的检测技术,做了许多尝试和研究,此次将多波束条带测深技术成功应用到沉排水下铺设质量检测中,准确地获取了数据,该数据符合江苏省地方标准《水利工程施工质量检验与评定规范》中规定的各项水下检查指标,为工程的质量评定和验收提供了技术支撑。应用成果对类似工程的质量检测与评定具有一定借鉴意义。

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桩网砂枕坝航道整治工程新技术探讨

何子灿, 渠庚, 何广水

长江科学院院报. 2016, 33(7): 150-154. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160340

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为了缓解长江中下游干流河段航道整治工程建设需大量开山采石影响料源区生态环境的问题,针对目前航道整治工程建设需要大量减少块石材料的技术要求,提出了桩网砂枕坝航道整治工程新技术的材料结构型式和施工工艺。详细分析了桩网砂枕坝水毁破坏机理,提出了避免水毁破坏的对策;通过对桩网砂枕坝工程的耐久性、整体性、适应性、取材容易等特性的分析,说明了桩网砂枕坝的技术特性满足航道整治工程的技术要求;通过同类型工程等工效方案的建筑综合成本的比较分析,说明了桩网砂枕坝方案具有经济实惠的特点。从分析成果来看,桩网砂枕坝航道整治工程新技术具有可行性,其推广应用具有一定的生态、经济和社会效益。

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2016年, 第33卷, 第7期　
刊出日期：2016-07-01

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