长江科学院院报

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封面与目次

长江科学院院报. 2017, 34(10): 0-0.

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三江源区径流演变规律分析

蔡宜晴，李其江，刘希胜，唐洪波，李燕

长江科学院院报. 2017, 34(10): 1-5. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20161118

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通过线性回归、滑动平均、Mann-Kendall检验、累积距平、滑动t检验和Morlet小波分析等方法分析了三江源区1956—2012年的年径流量演变规律。结果表明: 57 a来直门达、吉迈和香达站的年径流量呈上升趋势,唐乃亥站的年径流量呈下降趋势,直门达站的年径流量通过显著性检验;直门达和吉迈站均在2004年发生显著性均值突变,其余站点突变不显著;三江源区年径流量均存在6~8 a和23 a左右的主周期,以23 a左右时间尺度上的信号最强,周期相位变化均存在3个偏多期和2个偏少期。研究结果可为我国中下游的水资源保护与管理提供参考依据。

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巢湖表层沉积物与环棱螺重金属分布特征及生态风险评价

江江，李玉成，蒋更可，王宁，张学胜

长江科学院院报. 2017, 34(10): 6-10. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160639

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以巢湖优势种淡水贝类——环棱螺与表层沉积物为研究对象,采用HNO₃-HF-HClO₄全消解法消解,然后使用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)对二者重金属(Cd,Cr,Cu和Pb)的总量分布进行研究,同时运用潜在生态风险指数法及单因子污染指数法与均方根综合指数评价二者重金属风险。结果表明:巢湖沉积物均已受到了一定程度的重金属Cd,Cr,Cu,Pb污染,其中以Cd的潜在生态风险最大,而环棱螺中则以Pb和Cr为高风险元素;重金属的分布特征和相关性分析显示,巢湖沉积物中的重金属来源具有相似性,而环棱螺对重金属的积累因多种环境因素的综合作用,使得环棱螺体内的重金属来源不同。因此,在未来的巢湖环境治理过程中,可着重考虑对重金属Cd,Cr,Pb的治理,同时应加大对贝类等生物监测措施的应用。

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基于地理因子的福建省年降水空间估算模型研究

王亚琼，卢毅敏

长江科学院院报. 2017, 34(10): 11-16. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160553

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为研究福建省多年平均降水量的空间分布格局,为工农业生产、自然灾害预测、生态环境建设提供科学依据,利用福建省及周边区域35个气象站点1951—2011年降水资料,分析年均降水量与海拔、纬度、距海岸距离、坡向的相关性;同时,结合多元回归方程和克里金插值构建降水空间估算模型,反映出年均降水量空间分布的总体趋势,突出局部地区降水的差异,估算福建省1951—2011年年均降水量空间分布。结果表明:已知气象站点年均降水量估算的平均相对误差为3.4%,绝对误差为56 mm,验证站点的平均相对误差为3.6%;福建省年均降水量从东南沿海向西北山区呈现波动式上升的特点。

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1964—2013年汉江生态经济带干湿气候时空变化分析

张逸飞，张中旺，孙小舟，龚佑海，张志洁，孙雨露

长江科学院院报. 2017, 34(10): 17-23. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160665

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根据1964—2013年汉江生态经济带气象站点的逐日观测数据,通过气候斜向率、Kriging插值法、M-K突变检验、小波分析等手段分别对各干湿要素进行趋势、空间、突变、周期分析。结果显示:该区域总体上经历了由湿变干的过程,年降水量、潜在蒸散量、干湿指数、水分盈亏量均呈线性下降趋势,突变分别发生于2005,1972,2006,2005年前后,且存在5,15,25 a左右时间尺度的干湿周期;该区域分为湿润、半湿润地区,各干湿气候要素在空间上基本呈 “山区少、平原多”沿汉江自东南向西北逐渐变干的格局。综上,受多因素的影响,汉江中下游流域干湿气候空间分布相对复杂并逐渐变干,这种趋势已经凸显,应予以必要的重视,并采取科学可行的防旱减灾措施应对干湿气候变化。

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矿区3种弃土弃渣体侵蚀及水动力学差异研究

李建明，孙蓓，王一峰，王文龙，张长伟，郭明明

长江科学院院报. 2017, 34(10): 24-30. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160667

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人为因素影响使得矿区扰动地表范围广,形成的弃土弃渣物质组成复杂,且堆积坡度较大,在降雨作用下容易产生严重水土流失。在野外调查基础上,通过选取、修筑径流小区并建立野外人工模拟降雨场,研究弃土体、沙多石少弃渣体和沙少石多弃渣体3种下垫面的侵蚀及水动力特征的差异性。结果表明:①弃土弃渣体平均径流率随雨强增大1.5~3.0倍,递增幅度是33.7%~276.2%。②沙多石少弃渣体的平均流速较弃土体及沙少石多弃渣体大,随雨强增大,3种弃土弃渣体的平均流速递增13.6%~43.3%;同雨强下,沙多石少弃渣体平均侵蚀速率分别是弃土体和沙少石多弃渣体的1.8倍和11.2倍。③弃土弃渣体次降雨下的平均雷诺数以过渡流为主,水流呈缓流。平均径流率与平均水流功率、水流剪切力分别可用线性函数表示,决定系数>0.8;弃土体及沙少石多弃渣体平均侵蚀速率与平均水流功率、水流剪切力分别可用线性函数表示,决定系数>0.9,而沙多石少弃渣体呈幂函数关系,决定系数在0.5左右。

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公众参与坡耕地水土流失综合治理实施方案的研究

黄俊文，朱艳艳

长江科学院院报. 2017, 34(10): 31-33. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170007

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公众参与实施方案的程度对于方案的科学性和可操作性具有很大的影响,提高公众对项目的理解和认知程度,充分反映项目区公众需求,有利于公众积极主动地与政府共同推进项目的开展,使项目真正落到实处。以富宁县坡房小流域坡耕地水土流失综合治理工程为例,通过分析公众参与坡耕地水土流失综合治理实施方案的途径及其意义,公众参与结果在实施方案中的运用,总结公众参与坡耕地水土流失综合治理实施方案设计的经验并提出建议,为以后的坡耕地实施方案设计提供借鉴。

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基于概率数学方法与GIS的泥石流敏感性分析及评价——以汶川县为例

夏晨皓，朱静，常鸣，杨宇

长江科学院院报. 2017, 34(10): 34-38. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160664

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以汶川县为研究区,通过对震后的高分辨遥感影像的遥感解译,获得了145条泥石流沟及流域中的崩滑物源的分布图。选择了坡度、坡向、地层岩性、地震峰值加速度、距水系距离、距断层距离作为评价因子,利用概率数学方法与GIS的空间分析功能,获得145条泥石流沟在上述6个评价因子上的分值;再利用层次分析法计算得到各评价因子权重,建立泥石流敏感性评价模型,得到了研究区泥石流沟敏感性分级图。结果表明: 研究区145条泥石流沟中,有60条泥石流沟属于高敏感性,43条泥石流沟为中敏感性,其余42条泥石流沟敏感性较低,研究成果对于认识该地区泥石流灾害现状及发展趋势与防灾减灾有一定的参考意义。

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澜沧江某库区滑坡涌浪物理模型试验

丁军浩，邓辉，吴敬清，雍袤

长江科学院院报. 2017, 34(10): 39-44. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160611

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为研究水库滑坡涌浪特征及传播规律,以澜沧江某水电站上游河道为模型,采用正交试验方法设计试验组次,制定了包括滑坡体规模、入水速度、水深、河面宽度的影响因素的试验方案,采用试验控制系统、量测系统开展了滑坡涌浪三维物理模型试验;以量纲分析为基础,借鉴了潘家铮涌浪公式的相关物理量结合方法,基于试验数据,采用多元回归分析法给出了最大首浪经验公式并拟合出了沿程传播浪的回归方程。结果表明:试验拟合推导的方程预测梅里石4^#滑坡在不同失稳工况下最大首浪高度为90.37 m;坝前涌浪高度最大值为15.09 m。其成果可为滑坡体涌浪灾害预警及水电大坝安全保障提供依据。

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滑坡区毛竹根系生长分布及其护坡效果研究

杨麒麟，李柏

长江科学院院报. 2017, 34(10): 45-49. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170091

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为研究护坡毛竹根(茎)系的生长、分布及其护坡效果,于2012—2016年对七星关区(原毕节市)何官屯镇北部大渔洞村某处毛竹生态护坡措施进行了为期5 a的调查监测研究。通过实地挖根及动态监测技术方法对研究区毛竹根(茎)系的生长、分布及其护坡效果等进行了调查研究。结果表明:毛竹种植后,毛竹根(茎)系的生物量逐年增加,根状茎的生物量增加速度高于根系的生物量增加速度;毛竹根(茎)系长度在水平方向上逐年增加,但增加幅度逐年递减,在2015—2016年研究区毛竹根(茎)系达到郁闭;研究区毛竹根(茎)系长度在垂直水平方向上逐年增加,但幅度逐年递减;研究区种植当年的护坡效果不明显,之后滑坡体沿坡面向下的平均位移量逐年递减,且在2015—2016年有趋于稳定的趋势。综合分析认为:研究区毛竹护坡随着种植年限增加,根系生长,其护坡能力大大增强,滑坡体在2015—2016年趋于稳定,毛竹护坡达到了预期的护坡效果,能够为今后同类地区滑坡的治理提供参考和借鉴作用。

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渝东北地区强降雨诱发地质灾害险情分析

赵鹏，杨沛霖，蒋莉，杜春兰

长江科学院院报. 2017, 34(10): 50-56. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160309

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渝东北一直以来都是地质灾害高发地区,地质环境条件脆弱,极端降雨事件频发,是区域地质灾害预警高度关注地区。以2014年8月底至9月初持续强降雨诱发地质灾害过程为例,运用统计方法,从空间和时间角度,分析地质灾害的空间分布、时间分布与降雨的相关关系,得到该区域降雨诱发地质灾害的规律特点及临界阈值。结果表明:①奉节、云阳、巫山属于地质灾害高易发区,巫溪、开县属于地质灾害中等易发区,其他地区属于低易发区;②渝东北地区的降雨模式常见为持续强降雨型(奉节)和暴雨型(云阳、巫山、巫溪及开县);③渝东北地区各区县临界雨强不同,奉节临界雨强为90 mm/d,险情特点有明显滞后性;云阳临界雨强为85 mm/d,巫山临界雨强为80 mm/d,巫溪、开县临界雨强推荐值为(100±5)mm/d;在持续强降雨作用且不小于30 mm/h的雨强下,险情伴随发生概率极高。渝东北地区强降雨诱发地质灾害险情分析成果,可为系统全面提出一套预警阈值、指导减灾防灾工作提供技术支撑。

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向家坝下游高边坡蓄水前后外观变形空间聚集性态对比分析

胡添翼，许朴，王成

长江科学院院报. 2017, 34(10): 57-63. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160660

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水库蓄水会对周围工程与地质环境造成较大的影响,严重时甚至会引起岸体滑坡。基于空间计量学全局和局部空间自相关系数及其相关分析方法,以向家坝坝体下游坝后左岸人工高边坡为例,在传统研究只考虑二维坐标的情况下,进一步考虑不同测点的三维空间坐标,建立了考虑空间坐标的空间权重矩阵,计算了各个蓄水时段高边坡不同测点的外观变形数据的全局和局部空间自相关系数;对比了不同蓄水时段下游边坡外观变形的空间聚集性态,从而定位高边坡变形监测关键测点。研究结果表明:2种空间自相关系数可以有效探测变形数据的聚集程度,识别聚集区域;水库蓄水会在下游坡形成明显的空间聚集性变形,尤其是在蓄水初期变化最为剧烈,需要在该阶段加强观测。

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含竖向杆件的半圆形明渠糙率研究

于建华，田忠，李南

长江科学院院报. 2017, 34(10): 64-67. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160670

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TBM掘进机轨道常采用工字钢支撑,明渠底部设置工字钢后会降低其过水能力。为了定量研究明渠底部设置工字钢后对其糙率的影响,引入了等效水力参数的概念,对工字钢产生的等效附加糙率进行了理论分析。此外,结合某实际工程,通过模型试验研究,测量了设有工字钢的半圆形明渠在不同流量下的水深,采用假定糙率试算法、逐段计算糙率法对其综合糙率进行了计算分析。研究结果表明,建立的“糙率条带计算法+等效附加糙率计算法”得到的综合糙率值与模型试验值吻合良好,可采用理论计算方法估算半圆形明渠底部设置竖向杆件后的综合糙率。

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水工附环闸门闭门过程水力特性数值模拟研究

文林森，王才欢，杨伟，陈东新

长江科学院院报. 2017, 34(10): 68-73. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160713

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基于VOF方法对某水电站中孔事故附环闸门闭门过程进行数值模拟研究。采用三维标准k-ε紊流数学模型模拟计算了相关水流特性,通过对闸门区流道、门叶孔道以及闸门井内流线运动、流速分布、压强分布及门叶所受动水荷载等进行计算分析,得到了事故闸门闭门过程中的相关水力参数随闸门开度变化的曲线。研究成果可为类似闸门体型的设计运行以及工程体型优化提供依据。

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管桩水平承载特性室内模型试验研究

亓乐，宋修广，张宏博，周志东，岳红亚

长江科学院院报. 2017, 34(10): 74-78. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160620

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目前规范中管桩的水平承载设计仍参考普通灌注桩,设计偏于保守。为了揭示管桩在水平荷载下的承载机理及群桩效率综合系数的安全储备值,进行了室内缩尺模型试验。结果表明:管桩单桩和群桩承载力试验值均大于规范计算结果,得到的群桩效率系数是规范法计算值的1.2~1.5倍。研究成果可为今后水平承载管桩的设计工作提供参考依据。

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坑内留土对双排桩支护结构的影响分析

易丽丽，马郧，李松，郭运，朱佳，倪欣

长江科学院院报. 2017, 34(10): 79-84. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160525

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为研究坑内留土对双排桩支护结构的影响，采用有限元数值分析方法，对坑内留土尺寸、加固效果、弹性模量大小等进行参数化分析，深入研究双排桩的位移、弯矩及被动区土压力的变化规律。结果表明：①增加留土宽度和高度均能减小双排桩的位移和内力，且后者对位移和内力的控制效果更显著；②加固留土后可显著减小双排桩的位移;③当留土弹性模量E增大到80 MPa及以上时，双排桩位移减小不明显；④当留土宽度达到一定数值时，继续增加留土宽度对被动区土压力的提升效果甚微。详细介绍了双排桩结合坑内留土的支护形式，施工中对留土平台硬化处理是防止雨水浸泡导致留土平台失稳的有效措施；同时，留土平台上适量堆载可有效提高被动区土压力，对控制双排桩位移是有利的。将结论应用于凯德广场古田项目深基坑工程，取得了较大的经济效益和社会影响力。

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白鹤滩水电站柱状节理玄武岩卸荷损伤数值试验研究

倪卫达，石安池

长江科学院院报. 2017, 34(10): 85-90. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160693

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白鹤滩水电站坝基的柱状节理玄武岩具有明显的卸荷损伤特性。为研究这类特殊岩体的卸荷损伤规律,通过变形试验和强度试验获取卸荷过程中柱状节理刚度和强度的定量表达式,并结合离散元方法提出了一种考虑岩体卸荷损伤的数值算法。在此基础上,建立了柱状节理玄武岩的离散元数值模型,开展开挖卸荷过程中柱状节理玄武岩力学特性的损伤规律研究。数值结果表明:岩体卸荷参量从6.0 MPa卸载到1.0 MPa的过程中,柱状节理玄武岩竖直向和水平向的弹性模量分别降低64.8%和86.3%;黏聚力分别降低18.3%和46.1%;内摩擦角分别降低8.4%和64.7%;柱状节理玄武岩具有显著的卸荷损伤特性,在开挖卸荷过程中变形参数和强度参数均有较大幅度的降低,且水平方向的降低程度大于竖直方向。研究成果可为工程开挖方式和支护形式的选取提供有益参考。

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石灰和水玻璃共同改良粉土试验研究

朱文旺，张文慧，姜冲，张瑜，吴兵

长江科学院院报. 2017, 34(10): 91-94. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160708

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对泰州地区粉土用石灰和水玻璃进行室内改良试验,研究了不同掺量石灰+水玻璃(1%石灰+3%水玻璃、3%石灰+1%水玻璃、3%石灰+3%水玻璃)改良粉土的改良效果,得出以下结论:石灰+水玻璃对粉土有良好的改良效果,改良土的CBR值较素土有很大的提高;改良土的CBR值与无侧限抗压强度均随着养护时间和压实度的增加明显提高;粉土中掺入3%石灰+3%水玻璃后改良效果最佳,掺入1%石灰+3%水玻璃后能快速提高粉土的早期强度。试验成果可以指导实际工程依据强度要求确定不同的石灰+水玻璃掺量。

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组合弹性边界在基坑内支撑平面杆系有限元分析中的应用

李松，马郧，李受祉，刘佑祥，张德乐，张晓玉

长江科学院院报. 2017, 34(10): 95-101. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160539

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内支撑平面杆系有限元计算是基坑支护结构设计不可或缺的一环,其中边界条件的选择尤为重要。为解决目前基坑内支撑平面杆系有限元计算中边界设置不合理的现状,引入仅受压法向弹簧与切向弹簧形成组合弹性边界,采用有限元方法对基坑内支撑平面计算进行分析,探讨了弹簧刚度系数对内支撑受力和变形的影响。研究结果表明:仅受压法向弹簧与切向弹簧很好地消除了传统约束对内支撑受力与变形的影响,不仅可得到准确的内支撑水平等效刚度,而且可精确计算各杆件内力;内支撑受力与仅受压法向弹簧和切向弹簧刚度系数无关;相比仅受压法向弹簧来说,切向弹簧对内支撑位移起控制作用。该组合弹性边界物理意义明确,弹簧刚度系数取值容易,可在基坑支护设计中推广应用。

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基于改进刚体弹簧方法的断续双裂隙砂岩强度及裂纹扩展特征研究

牛江瑞，姚池，杨建华，周创兵

长江科学院院报. 2017, 34(10): 102-106. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160591

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为研究含非共面双裂隙砂岩的强度及裂纹扩展特征,以室内试验结果标定砂岩细观参数,建立含不同岩桥倾角的双裂隙数值计算模型,采用改进刚体弹簧方法对其单轴压缩过程进行模拟。基于模拟结果,研究了岩桥倾角对起裂应力、峰值强度、破坏模式和裂纹扩展特征的影响。结果表明:岩桥倾角＜60°,起裂应力和峰值强度均随岩桥倾角增大而减小,岩桥倾角＞60°,均随岩桥倾角增大而增大;根据岩桥倾角不同,裂隙试样破坏模式呈现单一翼裂纹轴向贯通破坏、翼裂纹与翼裂纹搭接贯通破坏和翼裂纹与预制裂纹搭接贯通破坏3种类型;岩桥倾角对岩桥破坏程度有影响,60°岩桥贯通最易,0°和120°岩桥贯通最难。研究结果可为岩土工程的稳定分析提供参考。

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土质边坡归一化变形量失稳判据研究

张坤勇，杜伟，李广山，钟思成，刘子剑

长江科学院院报. 2017, 34(10): 107-113. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160619

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为建立土质边坡失稳的微观机理和宏观位移之间的关系,应用有限元强度折减法,分析了失稳过程中土质边坡土体单元应力状态和整体稳定性的联系,定义了边坡渐进破坏时潜在滑动面上土体单元的应力差;分别采用塑性应变区贯通、特征点位移突变、应力差等不同失稳判据对均质土坡的稳定性进行判断分析,验证了不同边坡失稳判据间的一致性与统一性。通过单因素敏感性分析方法,分析了边坡几何参数(坡高、坡比)与物理力学参数(弹性模量、重度、黏聚力、内摩擦角和泊松比等)对极限状态下边坡坡顶水平位移的影响;结合归一化变量的变异系数法,构建了以变形量为基础,同时考虑几何因素与物理因素的土质边坡归一化失稳判据,提出了边坡稳定性的评价方法。

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基于强度折减法的花石崖危岩体稳定因素数值分析

高德军，郑居华，贾蕴翔，朱小冬，李昆，丁绪蒙

长江科学院院报. 2017, 34(10): 114-117. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160651

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危岩体一般处于非稳定或极限平衡状态,影响危岩体稳定的因素很多,而地质勘探往往难以给出危岩体的准确参数。以金沙江花石崖危岩体为例,主要考虑了危岩体裂缝位置和深度、裂缝中水压力大小、危岩体强度参数以及危岩体下部软弱岩层参数等因素。使用FLAC^3D软件基于强度折减法计算分析各因素变化对危岩体安全系数的影响。对比计算分析结果表明,裂隙水压力和危岩体下部软弱岩层参数对危岩体稳定影响较大,在危岩体治理中应加固下部软弱岩层以及封闭上部裂缝,防止雨水汇集。

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基于Hoek-Brown准则的位移反演分析GSI与岩体波速关系

田茂霖，肖洪天，闫强刚

长江科学院院报. 2017, 34(10): 118-123. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160656

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地质强度指标GSI的选取有地域性,GSI的准确性会直接影响Hoek-Brown强度准则的应用效果。基于Hoek-Brown准则对青岛地铁3号线永平路站—青岛火车北站区间内的地质强度指标GSI、扰动系数D和泊松比进行反演研究,并利用均匀设计表对反演参数进行范围划分和试验点选取,有效降低了试验次数,同时保证了较好的试验效果。借助FLAC^3D软件计算出10个断面的GSI值,并研究了GSI与岩体波速V_p的关系,通过线性拟合得到GSI-V_p关系式,并用于预测青岛地铁3号线重永区间的GSI值。结果表明:GSI-V_p关系式所预测的GSI值用于重永区间数值模拟计算,所得位移值与该区间监测值的相对误差较小,具有较好的一致性,进而验证了关系式的合理性。研究成果为工程上准确获得GSI提供了新方法。

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基于点稳定系数法的非饱和河岸边坡稳定性分析

王艳昆，熊承仁，王菁莪，邹宗兴，韩天骅

长江科学院院报. 2017, 34(10): 124-129. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160627

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河岸边坡的整体稳定性计算,无法定量反映水位变化对边坡各部位局部稳定性的影响。基于点稳定系数法与非饱和土力学理论,运用非饱和流固耦合模型进行河岸边坡的稳定性数值分析。以某大型模型试验为例,通过绘制边坡在水位升降作用下各时段所对应的点稳定系数分布云图,揭示边坡的破坏原因与内部稳定性变化过程,并与实际观测结果进行对比。研究表明:点稳定系数法能合理地描述河岸边坡各位置的稳定性及其动态变化,与实际吻合良好;边坡临空面稳定性较低,水位缓慢上升将导致有效应力降低及非饱和区基质吸力丧失,易诱发浅层失稳;水位下降形成的动水压力,是导致边坡稳定性下降的主因,坡脚处最易失稳,致使边坡发生牵引破坏;边坡内部点稳定系数随水力梯度的增大而降低,非稳定区分布面积随水力梯度的增大而增大,并主要分布于浸润线以下、坡脚以上。研究成果为此类边坡的稳定性评价及治理提供了一定的科学依据。

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克孜尔石窟砂岩PS加固抗冻融试验

王磊，严绍军，陈嘉琦，窦彦，叶梦杰

长江科学院院报. 2017, 34(10): 130-133. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160634

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室内试验循环冻融条件下,对克孜尔石窟的砂岩加入不同质量百分比和不同浓度的PS(Potassium Silicate,硅酸钾)溶液进行加固,测量冻融后砂岩试样的质量、体积、波速以及抗压强度,得出PS溶液的较优加固浓度以及质量百分比。结果表明:质量百分比为25%的PS溶液加固效果最好。其原因是质量百分比过低会导致砂岩黏聚力不够;当百分比过高,颗粒之间将不能直接接触,摩擦力降低,黏聚力较差。PS溶液浓度为20%时,其质量、体积、波速和抗压强度损失率最小,浓度越高,加固效果越强。

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高强混凝土经轴压和硫酸盐侵蚀后的力学性能

刘亚，逯静洲，朱孔峰，田立宗，国力

长江科学院院报. 2017, 34(10): 134-138. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160701

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对经历不同程度轴压荷载的高强混凝土试件(尺寸为100 mm SymboltB@ 100 mm SymboltB@ 300 mm)进行硫酸盐长期浸泡和干湿循环试验，并在180 d侵蚀后对其进行单轴压缩试验。分析不同侵蚀方式下，硫酸盐浓度大小及历史荷载水平对峰值应力、峰值应变、弹性模量、应力-应变曲线等的影响。结果表明：在相同历史荷载水平下，随着硫酸盐溶液浓度的增加，侵蚀方式是长期浸泡时，峰值应变先减小后增加，峰值应力、弹性模量则先增大后减小；而侵蚀方式是干湿循环条件时，随硫酸盐溶液浓度的增大，峰值应变持续增加，峰值应力、弹性模量则不断减小。在相同硫酸盐溶液浓度下，随着历史荷载的增大，长期浸泡及干湿循环侵蚀方式下，其峰值应变均增加，峰值应力及弹性模量均降低。引入叠加效应系数K来表征硫酸盐侵蚀与单轴历史荷载作用2个因素的联合交互作用,分析表明，荷载历史与硫酸盐腐蚀联合作用对混凝土的损伤起到相互促进的作用。

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青龙U型薄拱坝极限承载能力及渐进破坏模式分析

杨舒涵，王均星，杨凡，查龙青，漆天奇

长江科学院院报. 2017, 34(10): 139-144. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160558

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U型碾压混凝土薄、高拱坝在国内外尚不多见,其中湖北省青龙拱坝因地形条件的独特尤为特殊,应力分布规律较常规V型拱坝有根本性差异,即在距坝底1/4坝高的下游坝面拱冠处出现较大面积的拉应力区,因此对青龙U型薄拱坝破坏机制及安全度的探讨非常必要。基于带拉破坏Drucker-Prager准则,利用强度储备系数法和超载法,分别对青龙拱坝的极限承载能力进行弹塑性有限元分析;运用位移突变法、塑性区贯通及收敛性等破坏判据,探讨其破坏机制,评价其整体安全度。结果表明:选用分析承载能力的方法不同,则青龙U型薄拱坝在极限承载过程中上、下游坝面破坏形态不同,但坝体最终的破坏形态基本一致;总结了其渐进破坏模式特点,并指出其在极限承载过程中由于应力的自行调整,拉应力减小或消失,满足稳定安全要求。

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拱坝加切角措施对坝肩拉应力的影响研究

简威，李守义，顾冬冬

长江科学院院报. 2017, 34(10): 145-148. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160615

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拱坝是空间壳体结构,体型较为复杂,拉应力过大会导致坝肩失稳甚至溃坝。大量的工程经验表明,拱坝最大主应力常出现在坝肩处,坝肩拉应力的大小直接影响大坝的安全运行。为有效减小坝肩拉应力,采用ANSYS有限元等效应力法,建立拱坝整体有限元模型,对模型施加静水压力、泥沙压力、扬压力、重力、弧门推力等荷载,研究已有高拱坝工程中拱坝坝体结构设计中的加切角问题,分析拱坝在正常温升、正常温降2种运行情况下拱坝坝肩受力情况,与在同种运行情况下与不加切角拱坝作对比分析。结果表明:加切角可有效改善拱坝坝肩受力情况,降低坝肩拉应力。研究成果可为减小拱坝坝肩拉应力设计和实际施工提供参考依据。

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长江科学院2011—2015年科技论文被SCI,EI和CPCI收录情况分析

陈元明，聂文，孟祥芳，文振兴

长江科学院院报. 2017, 34(10): 149-154. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170092

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对长江科学院2011—2015年科技论文被SCI,EI和CPCI收录情况进行研究,从论文总量、著者、学科专业、论文所登载的期刊和国际会议论文集等方面进行了统计、归纳和分析,并与2006—2010年长江科学院论文收录情况进行对比,分析了成绩缘由及存在问题。研究成果不仅为长江科学院将来的科研及其管理工作提供了参考依据,而且为相关单位及科研人员了解长江科学院学术水平及影响力提供了参考依据。最后讨论了提高相关单位及其科研人员科技论文收录率的技巧和方法。

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双PWM控制的双馈调速系统在泵站电机上的应用

李瑾

长江科学院院报. 2017, 34(10): 155-158. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160724

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针对泵站电机低速时负载转矩小、调速范围不大、系统非频繁起停等特点,给出了一个双PWM(Pulse Width Modulation)控制的绕线电机双馈调速系统,整流侧采用电流内环电压外环的双闭环直接电流控制,逆变侧采用转速、磁链双闭环的矢量控制策略。试验结果表明,通过双PWM变流器控制可实现能量的双向流动,该调速系统控制精度高,动态响应迅速,对电网几乎无谐波污染,可实现电机超/低同步无极调速,能有效改善泵站电机的调速性能和实现泵站电机的节能降耗。

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刊出日期：2017-10-01

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