2017年, 第34卷, 第3期　
刊出日期：2017-03-01

  

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  长江科学院院报. 2017, 34(3): 0-0.

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江湖泥沙与治理
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  金沙江下游梯级水库淤积及其对三峡水库影响研究

  朱玲玲,董先勇,陈泽方

  长江科学院院报. 2017, 34(3): 1-7. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160007

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  2012年以来,金沙江下游向家坝水电站、溪洛渡水电站相继蓄水运用,拦截了金沙江下游泥沙。为了解梯级水库泥沙淤积情况及其拦沙作用对下游三峡水库的影响,基于大量水沙、固定断面观测资料,采用输沙法和地形法,计算分析了向家坝水电站、溪洛渡水电站2库自运用以来的库区泥沙淤积量及分布特征,研究了梯级水库拦沙作用对三峡水库的影响。结果表明:向家坝、溪洛渡库区泥沙淤积量较小,金沙江下游梯级拦沙使得三峡入库沙量及库尾重点河段淤积强度均减小。研究成果对梯级水库运行、三峡水库运行及调度方式优化具有十分重要的意义。
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  一种改进的聚合模型在污泥絮凝-沉降模拟中的应用

  黄忠钊,谭立新

  长江科学院院报. 2017, 34(3): 8-13. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150724

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  鉴于在试验中难以观测到污泥絮团的粒径分布情况,且以往类似模拟中鲜有考虑絮团分形特征及絮团黏结效率的问题,通过一种改进的聚合模型来模拟污泥颗粒间的分形聚合机理,并在群体平衡模型(PBM)和两相流Mixture模型基础上对污泥的絮凝-沉降进行三维数值模拟。模拟结果表明:建立的数学模型能较好地反映黏性污泥分形絮凝-沉降规律,具预测絮团粒径分布的能力;在同一时刻絮团的粒径分布范围随着分形维数的降低逐渐变宽,大粒径絮团数量迅速增加,小粒径絮团数量逐渐减少;初始颗粒数量的衰减速率随分形维数的增大而增大;絮团数量总体呈先增加后减少的趋势,但当分形维数不同时,其最大值随分形维数的增大而增大,出现时间随着分形维数的增大而有所缩短。
水资源与环境
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  矿石黏土类物质、铁锆化合物对磷吸附影响因素研究进展

  封雪,张政,王乾城,侯贵保

  长江科学院院报. 2017, 34(3): 14-19. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20151031

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  介绍了水中含磷的危害及通过比较选择吸附法作为一种高效、低能耗的除磷方法,吸附剂及其特点和金属类氧化物、黏土矿石类、活性炭吸附材料的吸附原理。详细阐述了反应温度、反应时间、反应pH值、共存离子对矿石黏土类物质和铁锆化合物吸磷过程的影响:反应温度主要通过影响分子热运动从而影响到吸附材料吸磷效果;对任何吸附材料吸磷都需要一定的反应时间来达到最佳效果;反应pH值主要通过影响溶液中离子浓度、种类及吸附材料表面所含的离子与其反应从而影响到吸附材料吸磷效果;共存离子的存在可能会提高库仑力和磷酸盐活性部位竞争力。同时也阐述了吸附剂用量、磷的初始浓度、电解质、吸附材料粒径对吸磷效果的影响。今后对吸附磷材料的研究应重点关注改性材料及复合材料。
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  PTA废水生物处理工艺综述

  乔旭,杜易,郭磊

  长江科学院院报. 2017, 34(3): 20-24. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20151045

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  PTA废水是由对二甲苯(PX)生产PTA过程中产生的排水。废水成分复杂,含大量芳香烃有机物,包括难降解有机物TA和甲基苯甲酸。分析了PTA废水中的芳香烃有机物好氧降解、厌氧降解机理以及TA降解机理。分析结果表明:芳香烃有机物好氧降解速率明显高于厌氧降解速。目前,对于PTA废水处理研究集中在好氧处理和厌氧处理工艺上,重点介绍了PTA废水厌氧、好氧及厌氧-好氧处理的几种工艺及其处理效果。综合投资、能耗、污泥量、操作、处理效率等多种因素,总结出PTA废水处理的最优工艺为厌氧-好氧处理工艺,常用工艺组合包括上旋流厌氧反应器+两级好氧、水解+A/O、两级A/O等。并讨论分析了重金属钴、锰,营养物质N,P,Mg,Fe等以及温度、pH对PTA废水处理效率的影响。同时,展望了PTA废水的研究发展趋势。
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  多级人工湿地-塘组合系统去除污染物研究

  万博阳,王全金,戚晓波

  长江科学院院报. 2017, 34(3): 25-29. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20151002

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  通过多级人工湿地-塘组合系统在不同的水力停留时间下处理污染水体,对各项出水污染物进行测试对比。结果表明:在初春低温条件下,COD,TN和NH₄⁺-N的去除率随着水力停留时间的增加显著提高,在保证处理效果的前提下,水力停留时间选择4 d较为合理。在水力停留时间为4 d时进行为期12个月的试验。试验结果表明:随着季节的变化,多级人工湿地-塘组合系统对模拟农村径流污水的净化效果保持在一个合理的波动范围内,在夏季时对污水中COD,TN以及NH₄⁺-N去除效果比在冬季时好。从试验去除污染物的效果可以看出,本系统可以在除污染物方面达到比较令人满意的效果,COD出水水质最好时为Ⅳ类水质,NH₄⁺-N出水水质最好时接近地表水Ⅳ类水质。
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  基于空间插值算法的阳宗海夏季水质参数空间分布规律研究

  孙惠玲,廖泽波,段立曾,洪亮

  长江科学院院报. 2017, 34(3): 30-34. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150973

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  水质参数是分析湖泊生态环境的重要指标。由于基于离散采样点的传统水质参数统计法不能详细分析湖泊水质参数的空间分布规律,采用了克立格(Kriging)和反距离加权(Inverse Distance Weighted,IDW)空间插值算法对阳宗海夏季水质参数指标(pH值、总叶绿素、浊度、溶解氧、电导率和藻蓝蛋白)进行空间分布规律研究。试验结果表明:阳宗海夏季表层水体的循环周期较长、空间异质性较高,尤其是总叶绿素含量、浊度和藻蓝蛋白含量;阳宗海南岸受到人为生活扰动和污染较为严重,藻蓝蛋白和溶解氧的浓度均较高;阳宗海北岸受到人为工业污染更为明显,表现为浊度在该区域达到峰值;阳宗海夏季表层水体的电导率和pH值更多地受到了治理砷污染而大量喷施的絮凝剂影响。研究成果为阳宗海水环境评估和综合整治提供了理论依据。
水土保持与生态建设
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  南方坡耕地水土流失过程与调控研究

  张平仓,程冬兵

  长江科学院院报. 2017, 34(3): 35-39. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20161033

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  南方坡耕地水土流失防治任务迫切而严峻,由于南方或是自然条件、或是经济条件、抑或是农耕文化的原因,现有水土保持措施仍不能很好地满足南方坡耕地治理。在多年从事水土保持经历的基础上,结合相关实验,探讨南方坡耕地水土流失过程与调控,为南方坡耕地治理提供科学依据。结果发现南方坡耕地水土流失是内因和外因综合作用的产物,坡面细沟发育是坡耕地水土流失转向强烈的最明显标志。在当前国家大力推进生态文明建设和长江经济带建设背景下,结合南方实际,将细沟消灭作为坡耕地水土流失防治目标和标准,提出了“排水保土”的坡耕地治理原理、以“调控坡面径流”为核心的坡耕地治理措施总体布局、新型截水沟设计和“保土增肥”技术,以期抛砖引玉,加快坡耕地水土流失治理,实现水土流失科学防治。
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  河岸植被缓冲带生态功能及其过滤机理的研究进展

  孙金伟,许文盛

  长江科学院院报. 2017, 34(3): 40-44. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160706

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  河岸植被缓冲带作为河岸生态系统的重要组成部分,是控制水土流失和面源污染、改善水环境的关键措施,对河岸生态系统的生态及水文过程具有重要的影响。概述了国内外关于河岸植被缓冲带研究的现状,总结了河岸植被缓冲带的主要功能、影响其功能发挥的主要因素和作用机理,并对河岸植被缓冲带的设计、管理和效益评估进行阐述,提出了我国在未来关于河岸植被缓冲带研究的发展趋势及后续研究中仍需加强和关注的重要方向,为今后河岸植被缓冲带的研究提供参考和借鉴,具有一定的理论价值和实际意义。
工程安全与灾害防治
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  基于磁定位技术的滑坡监测试验研究

  陆丹,陈池,吴剑,何建伟,周蕊

  长江科学院院报. 2017, 34(3): 45-49. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20151096

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  滑坡的监测主要包括2个方面,即地表位移监测和深部位移监测。深部位移监测能够直观反映滑坡的内部状态,是滑坡监测技术的研究重点。针对目前深部位移监测技术存在的诸多问题,提出了一种新型的滑坡深层位移监测技术,即一维磁定位技术。采用理论和试验相结合的分析手段,探索这一技术在滑坡深部位移监测中的可行性;通过对磁定位相关理论的分析,推导出了深部位移与磁感应强度之间的理论关系式,并采用试验验证了这一关系的正确性。最后随机选取了8个验证点进行定位验证试验,结果证明了一维磁定位技术在滑坡监测中的可行性,其定位精度能够达到mm级,满足滑坡监测精度要求。
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  改进的非等间距灰色模型在大坝位移预测中的应用

  俞艳玲,郑东健,俞扬,居艳阳,方正

  长江科学院院报. 2017, 34(3): 50-52. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20151012

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  传统GM(1,1)预测模型在大坝位移拟合及预测中存在优化方式单一、适应性不佳等不足,一定程度上影响模型的预测效果。基于蛙跳算法,通过优化背景值和平滑系数、寻找最优定解条件以及残差优化等方法,提出了改进的非等间距GM(1,1)大坝位移预测模型。结合相关工程实例,对比分析了2种模型的拟合效果和预测精度,说明了相对于传统GM(1,1)大坝位移预测模型,改进的GM(1,1)大坝位移预测模型能有效提高位移预测精度,可以应用于实际大坝结构中的位移监控及预测。
水力学
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  折坡扩散型消力池的水跃特性试验研究

  梁砚,周赤,段文刚

  长江科学院院报. 2017, 34(3): 53-57. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150971

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  折坡扩散型消力池在中小型水利工程中经常采用,消能效果良好,能较好地适应地形变化。但由于其边界条件的复杂性,对其水跃特性的研究较少。通过水工模型试验,对不同工况下折坡扩散型消力池的水跃流态、跃长、跃后水深等水跃特征进行了研究。分析对比了在相同来流条件下,平底等宽型、折坡等宽型、折坡扩散型消力池的跃后共轭水深。结果表明,相同来流条件下,相较于等宽型消力池,折坡扩散型消力池因其单宽流量较小,可以更好地适应下游水深,且所需消力池深度更小。
岩土工程
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  坑中坑土体加固对悬臂式支护结构的影响分析

  江杰,胡何,冯野,马少坤,刘莹

  长江科学院院报. 2017, 34(3): 58-62. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20151123

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  基坑工程中常采用土体加固措施来减少围护结构的侧移。为了探讨坑中坑土体加固对悬臂式围护结构的影响规律,利用ABAQUS有限元软件,建立坑中坑土体加固的弹塑性计算模型,讨论加固深宽、宽度、加固刚度、加固体位置、加固体尺寸对内外坑围护结构的影响。计算结果表明:被动区加固宽度、深度、刚度都存在一个最优范围,超过该范围之后,对基坑围护结构加固效果不再明显;在坑中坑类型的基坑中,外坑被动区阶梯型加固能达到全尺寸加固的效果,因此经济上更加合理;当各阶梯加固的深度和宽度相等时,加固效果较好。研究结果可为坑中坑围护结构实际工程的应用提供参考。
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  干湿循环作用下石膏岩劣化效应的试验研究

  李亚,余宏明,李科,李雄峰

  长江科学院院报. 2017, 34(3): 63-66. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20151088

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  选取巴东十字垭隧道的石膏岩为研究对象,室内完成了0,1,3,6,12次干湿循环试验,测得了循环过程中吸水率、孔隙度和单轴压缩的试验数据。试验表明:石膏岩的吸水率和孔隙度与干湿循环次数呈对数函数形式,并随着干湿循环次数的增多而不断增大,但吸水率、孔隙度的增加量却逐渐减少;同样,石膏岩的单轴抗压强度和弹性模量随着干湿循环次数的增多而减小,并随着循环次数的增多,单轴抗压强度和弹性模量的减少量逐渐减少。通过分析对比石膏岩劣化参数变化率,得到干湿循环作用对石膏岩各个参数的劣化效果是不同的,其排序为:吸水率＞弹性模量＞单轴抗压强度＞孔隙度。
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  极限平衡理论下边坡稳定性抗滑强度参数反演分析

  邓东平,李亮,赵炼恒

  长江科学院院报. 2017, 34(3): 67-73. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20151127

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  抗滑强度参数的取值对正确评估边坡稳定性有着重要影响,而参数反演是快速准确获取边坡抗滑强度参数的一种有效方法。基于边坡稳定性分析结果和滑动面抗滑强度参数与临界滑动面一一对应的关系,建立抗滑强度参数与边坡安全系数之间2个特定关系式;由此,在给定临界滑动面的安全系数或某一强度参数时,即可求解反演结果。为了便于计算,考虑多种因素影响,采用极限平衡瑞典法进行稳定性分析,并基于临界圆弧滑动面的判别,推导出参数反演的显示表达式。经算例对比分析,验证了该方法的可行性,且简单适用。同时,参数影响研究分析表明,临界滑动面上的监测点位间距越大,其点位位置误差对反演强度参数的影响越小。最后,将方法应用于工程实例当中,说明了该方法的实用性。
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  基于破坏接近度的滑坡倾斜加载方式破坏相似性研究

  周蕊,晏华斌,吴剑,陈池,陆丹

  长江科学院院报. 2017, 34(3): 74-79. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20151089

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  为了验证倾斜加载方式导致滑坡失稳过程发生的应力场变化是否与原型相似,通过建立倾斜模型和原型滑坡的数值模型,观察破坏过程中应力应变场的相近程度,并引入基于Mohr-Coulomb屈服准则的破坏接近度函数这一概念,把每个单元的矢量信息转换为标量信息,得到2个模型的破坏接近度值相关系数,以相关系数的大小来评价模型与原型破坏过程中应力场的相似性。以千将坪滑坡为例,得出2个数值模型的破坏接近度指标变化趋势大致相同;且当折减系数为1.85,倾斜角度为[7°,8.9°]时,相关系数范围是[0.7,1.0],表明倾斜模型与原型破坏时的应力场相似,证明了倾斜加载方式能较好地重现滑坡的发生过程。
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  黄土单向固结试验微观非连续变形分析

  郭龙骁,张常亮,杨德广,李同录

  长江科学院院报. 2017, 34(3): 80-84. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20151103

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  黄土骨架颗粒的架空结构体系控制着其主要力学行为,应用非连续变形分析方法可从微观揭示其力学行为的本质。采取陕西省泾阳南塬的L5(Q₂)黄土原状样,进行各种土力学试验,测定其物理力学性质参数;采用光学显微镜和图像处理软件得到土样的微观结构图像,描绘颗粒形态,建立该土样的非连续变形分析微观结构模型,并模拟了土样在1.0,12.5,25.0,50.0,100.0,200.0,400.0 kPa荷载作用下的压缩变形。结果得到:土样在压缩过程中,微观结构变化图像及压缩曲线和室内固结试验结果较为接近,说明采用非连续变形分析方法模拟黄土的微观变形特性是可行的。研究结果为分析黄土的微观物理力学性质提供了一种思路。
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  水岩作用下露天坑边坡岩石蠕变试验分析

  秦哲,付厚利,程卫民,于岩斌

  长江科学院院报. 2017, 34(3): 85-89. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20151059

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  为了探究水位升降对边坡长期稳定的影响,选取莱州仓上露天坑边坡岩石,对经历不同饱水-失水循环次数的岩样进行了三轴蠕变试验。通过分析SγJH蠕变应变-时间曲线及蠕变速率曲线,探究边坡岩石经历饱水-失水循环作用后的蠕变性质变化。进一步利用电镜对经历不同循环次数的SγJH岩样进行扫描,从细微观角度分析了水岩作用对矿坑边坡岩石损伤机理。结果表明:随饱水-失水循环次数增加,相邻循环次数下的SγJH轴向蠕变应变最多提高31%,侧向提高33%;SγJH-15后瞬时弹性应变较SγJH-0提高了54.3%,相邻荷载等级下蠕变应变提高24.3%,蠕变总应变可达到三轴压缩极限应变的80%以上。经历饱水-失水循环后,SγJH稳态蠕变速率不再为0,而是随饱水-失水循环次数增加不断提高,SγJH-15第5级荷载作用下稳态流变速率达到29.2×10^-6/h;在施加各级轴向荷载的瞬时,初期蠕变速率加速度亦有所提升。水岩作用下岩石力学性质变化机理研究方面,由于SγJH内部结构的非均质性,在饱水-失水循环作用下岩样发生微观弱化和破裂,使得原有的应力平衡被打破,从而造成岩石变形曲线产生了不规则波动和突变。
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  考虑锚索腐蚀性能退化的边坡可靠度分析

  蒋水华,魏博文,李聪

  长江科学院院报. 2017, 34(3): 90-95. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20151043

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  锚索因材料腐蚀引起性能退化对高边坡稳定具有重要的影响。为识别锚索腐蚀条件下的2种典型破坏模式,建立了相应的锚索锚固力时变模型。以锦屏一级左岸坝肩边坡代表性的Ⅱ₁-Ⅱ₁剖面为例,探讨了边坡开挖至1 780 m高程时3层抗剪洞和预应力锚索全部生效后3种工况下左岸坝肩边坡稳定性及可靠度的演化规律。结果表明:预应力锚索腐蚀作用对边坡稳定性及可靠度均具有重要的影响,锚索服役前期(120 a)边坡安全系数和失效概率变化相对较小,后期安全系数和失效概率变化幅度急剧增大,边坡稳定性条件迅速恶化。因此需要定期对处于腐蚀环境中在役预应力锚索等锚固结构进行合理的维护。此外,边坡可靠度分析有效地考虑了岩体及结构面力学参数变异性及互相关性对边坡稳定性的影响。
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  排桩与土钉墙联合支护基坑变形数值模拟

  俞海波,王红雨,王卫东,刘亚琴

  长江科学院院报. 2017, 34(3): 96-99. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150853

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  运用有限元分析软件 PLAXIS,对采取桩锚与土钉墙联合支护的银川市天玺国际中心项目深基坑变形进行了数值模拟计算。计算模型采用15结点三角形单元模拟土体,土体按照实际情况分为7层,用注浆体模拟混凝土面层,用板单元模拟排桩,用点对点锚杆和土工格栅的组合来模拟土钉。计算结果表明:排桩与土钉墙联合支护结构中,在2种支护形式交接处变形量较大,说明基坑支护材料的刚度对基坑变形影响显著;随着基坑的开挖,边坡的变形量逐渐增大,且坡顶最终变形量大于坡底。将模拟结果与现场监测数据进行了对比分析,得出了类似深基坑变形的一般性规律及以控制变形为目的的改进支护加固方案。
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  圬工与加筋土组合式挡墙数值模拟

  张兴亚,徐超,贾斌,任非凡,陈建峰

  长江科学院院报. 2017, 34(3): 100-105. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20161203

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  基于圬工与加筋土组合式挡墙的土工离心模型试验结果,建立了ABAQUS数值模型,从而进一步研究了加筋间距和筋材模量对这种结构变形特性及内部土压力分布规律的影响。结果表明:在本文所考虑的参数情况下,从控制挡墙变形的角度来看,密间距加筋效果好于疏间距加筋,高模量筋材效果好于低模量筋材;由于下部圬工挡墙填土区域土拱效应的存在,使得上部加筋土挡墙的土压力分布有别于常规加筋土挡墙。在上部加筋土挡墙具有足够高度的情况下,可将圬工挡墙视为加筋土挡墙的稳固地基;组合式挡墙的变形主要发生在施工期,因此应加强施工质量控制。
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  变质岩区深埋长大隧道初始地应力场反演研究

  黄祥嘉,李相慧

  长江科学院院报. 2017, 34(3): 106-110. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150955

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  初始地应力场是岩土工程设计和施工所要考虑的首要因素。依托十房(十堰至房县)高速通省隧道地应力量测资料,调整不同组合的侧压系数,获得了隧址区岩体多组地应力。利用残差函数,分别计算了各向同性与各向异性本构关系下每一组侧压系数的残差,并进行了对比分析,确定了不同本构关系的最优侧压系数。利用获得的侧压系数,反演计算测试点的地应力,通过与实测结果的对比分析确定了与隧址区岩体适宜的本构关系,最终得到了隧道的初始地应力场分布规律。研究表明,初始地应力场与隧道的埋深和地形地貌有关,且通省隧道更适于在各向异性本构关系下进行地应力场反演,误差幅值约为10%。
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  垃圾焚烧炉渣混合土大型直剪试验研究

  范广,肖衡林,马强,王盼,崔孟雷,胡庆文

  长江科学院院报. 2017, 34(3): 111-114. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150812

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  底渣为城市生活垃圾焚烧后的产物,具有砂性材料的性质,可作为路基的填料。为研究其抗剪性能,将其与黏土进行混合,分别在两种压实度和4种黏土含量下进行室内大型直剪试验。试验结果得到了8种底渣混合土的黏聚力和内摩擦角。试验结果表明:① 压实后的底渣具有良好的抗剪性能,随着底渣含量的增加,底渣混合土的抗剪强度增加,黏聚力下降,内摩擦角增加;② 随着压实度的增加,底渣的抗剪性能增加,黏聚力明显增加,内摩擦角有所下降。
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  川中红层泥岩颗粒破碎分形特性

  胡云鹏,冯文凯,谢吉尊,孙立军

  长江科学院院报. 2017, 34(3): 115-118. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150804

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  红层泥岩填料中泥岩碎块石的含量直接影响压实后填筑体的流变、渗透、强度以及地基变形特性。通过配置不同含水率、不同粗细比的泥岩试样,开展红层泥岩击实后粒径的分布情况及其破碎率和分形维数的研究,探讨分形理论在该种岩土体中的规律和特性。结果表明,泥岩颗粒破碎后的粒径分布具有典型分形特征,分形维数区间分布在2.418~2.529。随着含水率的增加,红层泥岩的破碎率和分形维数均增加。当P₅初始含量较大时,含水率对分形维数的增长影响较大,但初始粗颗粒的增多减缓了分形维数伴随含水率增加而上升的幅度。破碎率和分形维数均是随着含水率的增加而增大,且与P₅初始含量成反比关系,两者具有一定的相关性,满足高斯公式的正态分布关系。
水工结构与材料
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  黏土水泥膏浆流变性能及其对灌浆的影响

  张贵金,刘杰,胡大可,王江营

  长江科学院院报. 2017, 34(3): 119-125. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160008

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  黏土水泥膏浆性能优越,可广泛用于土木、水利等工程的防渗堵漏和基础加固,其流变性能对灌浆工程施工及灌浆效果有重要影响。利用Brookfield+R/S流变仪对其流变参数进行测试,研究固化剂掺量、温度及时间等因素对流变性能的影响。结果表明:膏浆的黏度及屈服应力均随时间增大;固化剂掺量为水泥质量的1.0%左右时的膏浆为Herschel-Bulkey流体,并且具有触变性,防渗堵漏效果最佳;温度在5～40 ℃之间,温度影响膏浆的黏度及屈服应力,但不影响膏浆的流型,温度越高,黏度越大,28 ℃下的屈服应力最大。室内灌浆模拟试验及抗冲试验,证明其扩散距离可控,抗水冲释性能强,与纯水泥膏浆相比,初始屈服应力及黏度更大,触变性可控,浆体的稳定性更好。黏土水泥膏浆是含水及大孔隙地层、松软地层等复杂地层灌浆防渗堵漏的优选材料。
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  泡沫混凝土材料静、动力特性试验研究

  慕欣,陈洪祥,陈喜坤

  长江科学院院报. 2017, 34(3): 126-129. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20151094

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  作为一种轻质高强材料,泡沫混凝土常用于滨海道路工程,结构承受着自重、波浪及交通载荷等多种静、动荷载作用。通过一系列静、动力三轴试验,研究了泡沫混凝土材料在静、动力加载条件下的变形与强度特性,并探讨动载历史对材料强度的影响。试验结果表明:泡沫混凝土在静压荷载作用下的变形发展呈现出先弹性后塑性的特点,其静力抗压强度约为1 040 kPa;当动力荷载幅值较小时,泡沫混凝土变形将逐渐趋于稳定,且动弹性模量随应变增长变化较小;而当循环荷载幅值较大时,材料将发生动力破坏。此外,随着先期动力荷载幅值的增大,泡沫混凝土的静力抗压强度先增大后减小。研究结果揭示了泡沫混凝土材料在静、动荷载作用下的工作机理,可对类似工程的应用提供参考。
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  应力空间下基于区间搜索法的混凝土动态损伤临界点确定

  吴彬,胡伟华,文沛军

  长江科学院院报. 2017, 34(3): 130-133. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150719

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  为对混凝土损伤阶段进行划分,并确定损伤界点,对标准立方体试件进行了不同应变速率(10^-5,10^-4,10^-3,10^-2/s)下的单轴压缩试验,定义以混凝土弹性模量为参量的损伤变量,并在应力空间下对混凝土损伤演化规律及损伤界点随应变速率的变化规律进行了深入分析。研究结果表明:①损伤界点应力水平随着应变速率的提高而上升,应变速率的提高使得损伤第1界点与第2界点向着应力较高处推移;②随应变速率的提高,损伤第1阶段区间长度增加,第3阶段区间长度减小,但应变速率的变化对损伤第2阶段影响甚微,且第2阶段应力区间长度在0.3左右。
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  大尺寸饱和混凝土单轴压缩动态性能试验研究

  王孝政,彭刚,马小亮,邓媛

  长江科学院院报. 2017, 34(3): 134-138. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20151017

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  为了解饱和混凝土材料的动态特性,开展了大尺寸饱和混凝土在不同应变速率下的单轴压缩试验。试验在大型多功能液压静动力三轴仪上进行,采用300 mm×600 mm圆柱体混凝土试件, 得到了大尺寸饱和混凝土的动态力学性能参数,并根据破坏形态分析了其破坏机理。试验结果表明:峰值应力、吸能能力随着应变速率增大而增加,峰值应变、弹性模量随着应变速率的增大整体上增加。根据应力-应变关系的特点,建立了峰值应力前服从Weibull统计分布,峰值应力后服从Lognormal统计分布的损伤本构模型。混凝土破坏形态表现为多个共轭斜面的剪切破坏,根据试件破坏后裂缝开展情况,解释了混凝土破坏剥落原因,并从材料组成、吸能能力等方面分析了其破坏机理。
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  水工泵送及常态混凝土性能对比试验研究

  秦子鹏,田艳,李刚,马玉薇

  长江科学院院报. 2017, 34(3): 139-142. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160003

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  泵送混凝土在拌合物状态及各材料用量上与常态混凝土相比存在较大差异,该差异会在硬化混凝土各项性能中得到体现。为了研究水工泵送混凝土和常态混凝土在力学及干缩性能方面的差异,设置了3组对比试验。在同水胶比下,随着水胶比的增大,泵送混凝土相对于常态混凝土在抗压强度、抗拉强度、拉压比及弹性模量等指标方面表现出明显的优势。在不同水胶比下,泵送混凝土的干缩率也均大于常态混凝土。28,60,90 d龄期的泵送混凝土和常态混凝土的干缩率受水胶比影响显著,而3 d和7 d龄期的干缩率则受水胶比影响不明显。2种混凝土早期干缩率发展较快,后期则相对缓慢,干缩率的平均增长速率随龄期增加呈幂函数变化。该研究可以为泵送混凝土在水利工程中的应用提供一定的借鉴。
信息技术应用
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  基于MODIS的长江源区雪冰遥感监测及其变化规律分析

  骆腾飞,谭德宝,文雄飞,赵登忠

  长江科学院院报. 2017, 34(3): 143-147. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160497

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  利用2005—2014年的MODIS积雪产品,提取长江源区积雪覆盖率,结合同期相关气象站点的逐月平均气温数据和逐月月降水量以及直门达水文站的径流数据,通过相关分析的方法,对长江源区冰雪覆盖变化规律及其变化原因进行了探讨。结果表明:2005—2014年间,长江源区冰雪覆盖率总体呈小幅度的减少趋势;每年的10月份和11月份长江源区冰雪覆盖面积达到最大值,7月份和8月份达到最小值。另外,2005—2014年的4月份,曲麻莱月均气温和月均降水量对长江源区月均冰雪覆盖度的影响为:气温呈低度负相关,降水呈高度正相关;曲麻莱月均气温和月均降水量对直门达月均径流的影响为:气温呈中度正相关,降水呈低度正相关。研究结果可为长江源区水资源管理与生态环境保护提供支撑。
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  无人机航测在大型水利工程中的应用

  吴波涛,冯琦

  长江科学院院报. 2017, 34(3): 148-150. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160824

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  为提高云南高山地区航测像控点布设及施测效率,快速高效完成航测任务,结合大型水利工程项目的实施,采用无人机航摄技术对测区1∶2 000库区、隧洞线、引水线路等复杂线路进行航测,提出在大型水利工程实施过程中,通过综合利用、协调配合常规测量与无人机航测成果的方法,使整个项目推进进度达到同等条件下的效率最大化。同时,对实施过程中出现的一些技术问题进行分析、研究。结果表明,该方法能使项目实施效率整体提高。