2017年, 第34卷, 第5期　
刊出日期：2017-05-01

  

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  长江科学院院报. 2017, 34(5): 0-0.

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江湖泥沙与治理
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  三峡库区细沙输移运动状态的水槽试验研究

  李沛霖, 杨胜发, 周倩倩, 李倩

  长江科学院院报. 2017, 34(5): 1-4. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160159

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  三峡库区内淤积泥沙均属细颗粒泥沙范畴,运动规律较为复杂。依靠传统泥沙理论即以挟沙力为判断标准,所得冲淤情况与实际观测情况有所出入,需进行进一步研究。在三峡库区典型淤沙河段——皇华城河段现场观测的基础上,通过水槽试验研究库区细颗粒泥沙的运动特点,对不同水深流速下细颗粒泥沙的运动状态进行归类整理,发现其淤积过程可根据水深与流速的不同划分为3个区域,即冲刷区、相对平衡输送区及淤积区,并指出用流速作为判断细沙输移状态的标准更符合库区实际冲淤情况。
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  多沙河流水沙变化特征小波分析

  邵雪杰, 顾圣平, 曹爱武, 何海祥, 于婷婷

  长江科学院院报. 2017, 34(5): 5-8. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160482

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  为了给多沙水库运行调度提供依据,降低水沙序列长度和随机性的影响,将小波变换应用于研究流域径流与含沙量的变化特性。采用db3小波对标准化径流与含沙量序列进行多分辨率分析,研究径流与含沙量变化的趋势性;选用复Morlet小波绘制出小波方差图,分析径流过程与含沙量过程存在的周期性。以崖羊山水电站所在的李仙江流域为例,针对电站坝址断面的月平均流量与含沙量序列进行小波分析,从低频重构序列的结果中可以看出该流域径流与含沙量的变化趋势;并结合当地的降雨量与水土保持状况分析,表明结果是合理的。根据小波方差图可以看出,崖羊山水电站所在流域径流过程与含沙量过程存在非常接近的显著周期,均为2 a左右,且两者变化周期具有同步性。研究结果表明小波分析是研究非平稳随机时间序列的有效方法。
水资源与环境
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  基于改进指标体系的水资源调控方案评价模型

  孟颖, 唐德善, 石蓝星, 王晓淋

  长江科学院院报. 2017, 34(5): 9-13. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160191

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  为更科学合理地对瓯江中上游流域水资源进行优化调控,依据流域的现状和存在的问题选取相应的优势指标和劣势指标,提出了体现依靠优势、克服劣势目标的指标体系。将层次分析法和熵权法相结合,计算指标组合权重。层次分析法确定主观权重,熵权法确定客观权重,既充分考虑了专家意见,又避免了单一赋权的片面性。并结合灰色关联度法建立灰色综合评判模型,计算得到瓯江中上游流域水资源最优调控方案,与传统指标体系和计算方法进行对比,证明提出的指标体系构建方法和综合评价模型是合理可行的。由于改进的指标体系简化了传统指标体系,突出评价的针对性,使得基于该指标体系的灰色综合评判模型可用于瓯江中上游流域水资源调控方案的评价和优选,也为其他流域水资源调控方案优选提供了新的思路。
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  不同配重的浮球覆盖下干旱区平原水库的节水效率对比分析

  李存立, 严新军, 侍克斌

  长江科学院院报. 2017, 34(5): 14-17. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160005

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  为达到抑制干旱区平原水库水分蒸发的目的,采用PVC浮球为试验材料,通过室内、外试验观测并分析无配重浮球在不同风速下的运动情况,探究浮球产生不规则旋转和翻滚运动的原因,并采取增加配重的办法对此问题加以解决。通过对比不同配重的浮球在不同气象条件下的湿润率并对其在试验期内的蒸发抑制率进行评价,结果表明:负载配重后的浮球比无配重的浮球的防蒸发节水效果更加显著,其水面综合蒸发抑制率最大可提高24%。研究成果为干旱区平原水库的节水措施提供了新思路。
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  海湾地区冷凝器取水工程参数研究

  陈驰, 陈大伟

  长江科学院院报. 2017, 34(5): 18-21. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20151063

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  水资源的日益短缺影响着人类的生存,制约了人类世界的发展。露水取水作为一种无污染、高效节能的取水方式,其可行性及优越性很早就被人们所发掘。由于海湾地区有着相对较高的温度和湿度,因此被选为露水取水研究的主要地区。基于海湾地区的特定条件,利用工程方程求解软件EES,首先确定了在气象条件为湿度RH=90%、风速v=8 m/s,冷凝器截面面积A=100 m²时冷凝器会产生最大冷凝率;然后在供应最少电力条件下确定出了最优冷凝器尺寸为直径D=1 m、 传热系数U=1.6、弯部数量N=50和表面面积S=1 800 m²。该研究成果对海湾地区冷凝器露水取水有一定的参考意义。
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  三峡工程蓄水后宜昌站水流特性变化及测验措施

  伍勇, 柳鑫, 龙飞, 任伟

  长江科学院院报. 2017, 34(5): 22-26. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160122

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  为了探究三峡工程蓄水后水文站水流特性,以宜昌站为例,利用蓄水后多年实测资料,分析宜昌站水位特性和洪水特性。结果表明:水位波动性增强,同流量级下水位降低,历年最高水位下降、最低水位抬高,中低水位持续时间增长;中低水位流量呈现日周期变化,年最小流量有增大趋势,并逐渐稳定在6 000 m³/s左右,年最大流量因三峡水库调蓄得到控制,峰顶持续时间变长,年内水量变化为枯期增加、汛期减少,中低水位-流量关系呈多条单一线变化趋势。因此,根据现有水流特性变化,需调整水位和流量资料收集方式,以满足整编需要。
水土保持与生态建设
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  黄河三角洲典型地区土壤有机质空间变异

  张晓光, 陈明利, 刘佩茹, 祝秀芝, 李士美

  长江科学院院报. 2017, 34(5): 27-30. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160141

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  为了掌握黄河三角洲地区土壤有机质的空间变异,以黄河三角洲典型县域垦利县为研究区,通过土壤采集、分析,利用GIS软件研究其土壤有机质在空间上的变异特征。研究结果表明:研究区土壤有机质含量较低,平均值为11.37 g/kg;变异强度不大,变异系数为27.19%;土壤有机质在垦利县东部分布相对稍高,呈狭长条带状,该处靠近黄河口,有机质存在冲积、淤积;垦利县南边土壤有机质含量较低,该区域属于滩涂、沙地,有机质富集不明显;研究区地形地貌平坦,农田基础设施配套良好,排水能力强,灌溉条件好,水源充分,上述因素空间上较为一致,对土壤有机质的空间变异影响不大;土壤类型、成土母质、地形对土壤有机质也没有显著影响。土壤质地对土壤有机质含量空间变异的影响还需要进一步研究。
工程安全与灾害防治
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  基于层次分析法的茂县斜坡地质灾害易发性评价

  刘宇恒, 邓辉, 熊倩莹

  长江科学院院报. 2017, 34(5): 31-35. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160155

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  茂县是西南深切河谷地区地质灾害的重灾县之一,亦是对区域地质灾害进行特征分析及易发性评价的良好试验基地。在茂县斜坡地质灾害详查及遥感数据解译的基础上,选取高程、地形起伏度、坡形、坡度、地层岩性、水系因子及地质构造7个因素作为评价指标,采用层次分析法对研究区斜坡地质灾害易发性进行评价与区划。结果表明:地质灾害高易发区占地面积约46.1 km²,占10.02%,主要分布于研究区的岷江干流沿岸及其部分支流沿岸等;中易发区面积约149.59 km²,占32.52%;低易发区面积约205.25 km²,占44.62%;非易发区面积约59.06 km²,占12.84%。评价结果与野外调查基本吻合,可为茂县斜坡地质灾害防治及土体规划利用提供依据。
水力学
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  钢筋石笼的空隙率对其稳定特性的影响

  郭红民, 张田甜, 胡海松, 胡文兵

  长江科学院院报. 2017, 34(5): 36-39. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160999

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  钢筋石笼是截流、堵口和护岸工程中常用的一种人工材料,探索钢筋石笼的稳定性机理对指导其合理应用具有重要的意义。为研究空隙率对钢筋石笼稳定性的影响,针对不同形状及不同空隙率的钢筋石笼进行了起动试验,拟合提出了考虑其空隙率的钢筋石笼起动流速公式,对块体抗冲流速经典公式进行了补充和完善。研究表明:在其它影响因素相同的情况下,钢筋石笼的空隙率越大越稳定,且不同形状的钢筋石笼的稳定性有所不同。最终得到了包含大小、密度、形状、相对粗糙度等因子的钢筋石笼起动流速计算公式,经试验验证该公式具有较好的计算精度。
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  宽窄相间河道上游流速特性分析

  徐威震, 邓一平

  长江科学院院报. 2017, 34(5): 40-43. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160150

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  山区河道受地质和河床演变的影响,平面形态呈宽窄相间的形态特征。采用水槽模型试验,建立不同比例的宽窄相间河道模型,对上游断面进行流速测量,对比均匀流分析其流速变化规律,并反算其摩阻流速。结果表明:宽窄相间河道上游较远处流速分布基本符合对数流速分布规律,接近收缩段处不符合对数流速分布规律;宽窄相间河道横向流速分布符合指数分布规律,其横向流速分布参数与摩阻流速呈规律性变化,与宽窄比及距收缩段的距离有关。研究成果可为宽窄相间河道工程整治提供理论参考。
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  高坝消力戽消能跃后共轭水深的计算

  李水泷, 黄朝煊

  长江科学院院报. 2017, 34(5): 44-47. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160147

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  针对现有高坝消力戽消能计算十分繁琐的问题,考虑底挑圆弧离心力对收缩水深的影响,基于无量纲化理论、水力学基本理论和数学理论推导,给出了高坝消力戽消能计算基本方程。利用一元三次方程的卡当公式解分别给出了坎底收缩水深和跃后共轭水深的解析计算公式,并采用MatLab计算软件对跃后共轭水深与无量纲单宽流量、无量纲总水头以及消力戽底坎挑角的影响关系进行了计算研究。最后通过工程实例计算比较,认为推导的坎底收缩水深和跃后共轭水深计算式精度可靠,方便快捷,便于工程实际应用。
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  突扩式水跃跃后水深的分析与计算

  傅铭焕, 郭曙啸, 卢志男, 惠祥明

  长江科学院院报. 2017, 34(5): 48-52. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160187

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  突扩式消力池常见于多孔水闸和泵闸结合的水利枢纽,其水跃跃后水深的计算是一个无法回避的问题。由于突扩式水跃水流的复杂性,对其跃后水深的理论研究尚不成熟与完善。根据已有文献的试验资料,对前人常用研究方法所得的突扩式水跃跃后水深成果进行了定量分析与比较。结果表明,当边墙反力对应的压强水头等于跃前水深和跃后水深的平均值时,其计算的跃后水深与实际更加相符。通过建立绕流阻力新模型,结合已有文献的实测资料,给出了突扩式水跃绕流阻力系数的计算公式,提出了突扩式水跃跃后水深计算的新方法,并对其准确性和通用性进行了验证。
岩土工程
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  水泥改性膨胀土防护边坡效果分析

  孙慧, 刘军, 胡波, 张泉

  长江科学院院报. 2017, 34(5): 53-57. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160144

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  膨胀土具有吸水膨胀、失水收缩的性质,给工程带来极大的危害。为研究水泥改性膨胀土防护边坡效果,选取膨胀土及不同水泥掺量的改性膨胀土进行胀缩特性试验研究。研究结果表明南阳中膨胀土水泥改性的最佳水泥掺量为6%。将其作为防护加固材料换填南水北调中线渠道边坡的表层,并利用测斜管和变形管等仪器设备对其防护效果进行现场监测。监测结果表明:水泥改性膨胀土回填覆盖坡面表层可以解决膨胀土渠坡的浅层失稳问题。
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  基于地质环境要素的地下空间利用适宜性评价

  刘运来, 吴江鹏, 彭培宇, 章广成, 朱锐

  长江科学院院报. 2017, 34(5): 58-62. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160182

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  城市地质环境条件直接控制地下空间开发利用的难易程度,决定了地下工程的整体安全性和经济性,是地下空间开发利用评价的核心要素。武汉市地下空间开发利用受区域内地形地貌、岩土体条件、水文地质、地质结构与地震效应、不良地质与地质灾害等众多因素的影响。在收集武汉市主城区大量钻孔数据以及其它工程地质资料的基础上,建立了地下空间利用地质环境适宜性评价指标体系。基于评价标度以及群体判断矩阵的优化,建立了改进的地下空间开发利用适宜性评价模型,并结合MAPGIS平台进行二次开发对武汉市主城区浅层(0~15 m)地下空间开发利用地质环境适宜性展开综合评价。评价结果表明:评价区域内地下空间开发利用适宜性整体较好,适宜性差区域主要集中于汉口、武昌以及青山区靠近长江、汉江两岸的冲积平原等地,其评价结果亦可为武汉市主城区地下空间开发利用的整体规划提供指导与借鉴。
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  边坡安全系数与滑坡概率关系分析

  饶运章, 张学焱, 利坚, 李雪珍, 王丹

  长江科学院院报. 2017, 34(5): 63-67. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160186

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  为了给安全系数和滑坡概率的相互转化提供理论依据,分析滑坡影响因素与安全系数、滑坡概率的函数关系,得出安全系数与滑坡概率之间的函数关系。采用极限平衡法分析滑坡影响因素与安全系数的函数表达式;应用逻辑回归模型分析滑坡影响因素与滑坡概率间的函数关系;结合赣南38个离子型稀土矿边坡实例,应用SPSS软件,求解各边坡的滑坡概率,并得出滑坡概率和安全系数的拟合函数。选取10个边坡实例,同时采用边坡安全系数工程规范对拟合函数进行检验,结果表明了函数关系的准确性。
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  基于PSO-SVM算法的高放废物处置北山预选区岩爆预测

  仝跃, 陈亮, 黄宏伟

  长江科学院院报. 2017, 34(5): 68-74. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160058

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  为安全处置高放废物,我国拟在花岗岩体中建造埋深500 m左右的地下实验室,用以开展处置前期的相关研究。而岩爆作为深部岩石工程中一种常见的动力破坏现象,多造成严重后果。为指导地下实验室场址的筛选以及工程的安全设计施工,基于粒子群优化的支持向量机(PSO-SVM)和100组岩爆实测数据,结合北山预选区旧井、芨芨槽、新场3个候选场址的地应力值和岩体力学参数,以洞壁围岩最大切向应力σ_θ、岩石单轴抗压强度σ_c、岩石单轴抗拉强度σ_t、应力指数T_s、脆性指数B作为评判参数,对不同场址处竖井和隧道开挖的岩爆风险进行预测分析。结果表明:PSO-SVM算法用于岩爆预测是可行的;在埋深300~600 m范围内新场场址处工程开挖岩爆风险最低,以新场作为我国高放废物地下实验室的建设场址是最安全的。
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  基于时间效应理论的软土深基坑变形分析

  黄珏皓, 陈健, 柯文汇, 黄祥国

  长江科学院院报. 2017, 34(5): 75-80. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20151067

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  由于软土的蠕变特性,在基坑开挖过程中存在着时间效应。以宁波某基坑为工程背景,基于SSC模型并利用PLAXIS有限元软件对深基坑的开挖过程进行了数值模拟,分析了开挖工程中支护结构及基坑自身的变形特点。计算结果表明:基坑开挖时地连墙水平位移、地表沉降及支撑内力均随时间发展而增大,但相比之下,基坑隆起的流变效应不甚明显。其中不同工况对应地连墙水平位移最大值发生位置随开挖深度的增大而下降,而地表沉降最大值基本发生在距坑壁10 m位置,且地表沉降累计最大值与累积施工时间满足多项式函数关系;同时不同工况下地连墙弯矩、剪力随深度变化曲线趋势基本一致并呈“S”形。另外随着支撑结构的施加,地连墙水平位移和地表沉降的增加速率均受到一定限制,因此可通过及时施加支撑的方法抑制支护结构的变形及控制内力的急剧变化。上述结论可对宁波地区基坑开挖的施工提供理论指导,以保障施工过程的安全实施。
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  基于模型试验的涉水堆积体岸坡变形-破坏模式研究

  王乐华, 徐义根, 许晓亮, 向力, 章朝峰

  长江科学院院报. 2017, 34(5): 81-85. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160396

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  为了进一步探究涉水堆积体岸坡变形-破坏模式,自主设计制作了模型试验平台,选取三峡库区碎石土样,测定了土样基本力学特性,开展了水位升降作用下堆积体岸坡的物理模型试验。依据试验现象,重点分析了不同坡度的岸坡模型在不同水位作用条件下的破坏模式。结果表明:坡度对岸坡变形-破坏特征影响显著,坡度较大(50°及60°)时,在水位上升期间便发生大规模塌岸现象,变形-破坏模式表现为水位上升→剥蚀、淘空↔塌岸→下错平台→整体滑塌→次稳定状态;坡度为40°时,在水位下降期间发生了较大规模的滑动破坏,对应变形-破坏模式为水位上升→坡体沉降→贯穿裂隙形成→水位下降→贯穿裂隙扩展↔滑面形成→整体滑移;岸坡坡度较小(35°)时,多次升降循环中并未出现明显的变形-破坏迹象。
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  土工离心模型试验位移测量中的图像校正

  刘怀忠, 肖明砾, 谢红强, 卓莉

  长江科学院院报. 2017, 34(5): 86-91. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160189

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  在拍摄角度不佳或成像元件存在缺陷的情况下,试验模型在图像中的位置会产生倾斜失真或者畸变误差,从而影响摄影位移测量的精度。为了降低图像失真以及畸变对测量的影响,根据透视原理,对物像二维坐标关系进行了推导,同时引入图像畸变误差,建立了一种图像校正方法。通过对标准网格进行摄影测量,标定了数码相机的内参数,验证了校正方法可以达到2‰的测量精度。并将校正方法应用于离心模型试验的图像校正和位移测量,结果表明校正后的坐标误差在1 mm以内,对本次位移测量的影响<5%。
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  渗透压与围压对粉砂质泥岩流变特性的影响

  马冲, 胡斌, 詹红兵, 蒋海飞

  长江科学院院报. 2017, 34(5): 92-98. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160196

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  为了研究渗透压及围压对岩体蠕变特性的影响,对三峡库区巴东组二段粉砂质泥岩进行了不同围压和渗透压下的三轴蠕变实验。根据试验结果,在分析粉砂质泥岩蠕变特性曲线的基础上,探讨了围压和渗透压对岩体蠕变特性的影响过程和机理。最后,采用等时应力-应变曲线法和稳态蠕变速率法求得了粉砂质泥岩在不同围压和渗透压下的蠕变长期强度。结果表明:①粉砂质泥岩瞬时弹性模量随着偏应力等级的增加而减小;②孔隙水压在蠕变初期能够减小轴向应变,但在蠕变后期由于其有利于裂纹扩展而增大了轴向应变;③渗透压缩短了岩石蠕变破坏的时间,使蠕变破坏呈现出一定的脆性特点;④渗透压的存在有利于岩石裂隙的扩展和贯通,因而降低了岩石蠕变的长期强度,但是围压的存在增大了蠕变长期强度。研究成果为深入认识和了解三峡库区粉砂质泥岩的流变力学特性提供了重要的试验和理论依据。
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  竖向荷载作用下斜桩承载变形特性有限元分析

  任瑞虹

  长江科学院院报. 2017, 34(5): 99-102. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160085

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  斜桩的受力变形性状相比直桩要复杂得多,为了分析斜桩在竖向荷载作用下的承载变形性状,采用有限元分析的方法对竖向荷载作用下斜桩的承载变形以及桩-土相互作用进行了研究,分析了桩身倾角对斜桩竖向承载变形及桩-土相互作用的影响。结果表明:桩身倾角越大,斜桩桩顶沉降和水平位移也越大;桩身弯矩主要出现在桩身上半部分,随着桩身倾角增大而增大;斜桩桩前桩-土接触压力沿深度先增大后减小又逐渐增大,桩后桩-土接触压力从零压力点逐渐增加后迅速减小,一定深度后又逐渐增加,桩前与桩后的桩-土接触压力最大值随桩身倾角增大而增大;深度2.5 m以上,桩前侧摩阻力随桩身倾角增大而增大,深度2.5~6.5 m的桩前侧摩阻力衰减的程度随桩身倾角增大而增大,深度6.5 m以下桩前侧摩阻力随桩身倾角增大而减小;桩身倾角越大,桩后零摩阻力区段越长,零摩阻力区段以下的桩后侧摩阻力越小。
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  组合预测及R/S分析在基坑变形趋势判断中的应用研究

  王娟, 王兴科

  长江科学院院报. 2017, 34(5): 103-108. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160625

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  在基坑的现代化信息施工过程中,通过建立有效的预测模型,对基坑的变形趋势进行准确的预测,能有效地指导施工,避免工程事故的发生。为实现这一目的,首先,采用GM(1,1)、支持向量机和BP神经网络模型对基坑的变形进行单项预测,并建立了基坑的定权和非定权组合预测模型;其次,利用R/S分析,对基坑的变形趋势进行判断,以验证基坑变形预测的有效性。结果表明:通过组合预测,有效地提高了预测结果的精度及稳定性,其中以BP神经网络组合预测的效果最优,实测值与预测值之间能较好地吻合;同时,基坑具有持续变形的趋势,变形将进一步增加,且在后期的稳定性具有减弱的趋势,与预测的结果一致。通过研究,验证了组合预测及R/S分析在基坑变形趋势判断中的有效性,这为基坑变形预测及趋势判断提供了一种新的思路。
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  固化剂固化疏浚土的渗透性与微观机理研究

  崔勇涛, 刘文白

  长江科学院院报. 2017, 34(5): 109-114. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160153

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  用水泥和石灰等胶结剂及激发剂构成的固化剂对上海市横沙岛东滩的疏浚土进行改良,在不同养护龄期和固化剂掺量的条件下,用自配固化剂对岛区疏浚土进行了渗透试验。分析了固化疏浚土的渗透系数与固化剂掺量、养护龄期之间的关系, 得到了疏浚土渗透系数在不同固化剂掺入比和龄期下的变化规律。结果表明:固化疏浚土的渗透系数随固化剂掺量和龄期的增加而明显变小,但在同一龄期下,当固化剂掺量继续增加时,其渗透系数变化不大。并利用电镜扫描(SEM)对不同固化剂掺量和不同龄期下的固化疏浚土的微观结构进行观测,获得了疏浚土固化前后的微观结构SEM图,结合SEM图对疏浚土固化前后的微观结构变化做了定性的对比和分析,从固化疏浚土微观结构中发现固化疏浚土中含有水化硅酸钙(C-S-H)、氢氧化钙晶体、无定形文石、钙矾石等能够填充孔隙的胶结物,并从微观上解释了固化剂固化疏浚土的固化机理。
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  不排水条件下开挖边坡稳定性极限分析

  卞洁, 裴广龙, 张飞, 高玉峰

  长江科学院院报. 2017, 34(5): 115-119. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160166

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  为了在初期勘察阶段少量室内和现场试验基础上准确快速地对开挖边坡进行稳定性评价,提出了一种新的边坡稳定性评价方法。基于极限分析上限定理,推导不排水条件下开挖边坡二维稳定性极限分析理论,根据理论公式编程计算,得到不排水条件下开挖边坡稳定系数图表及滑动面变化规律,从而建立不排水条件下开挖边坡稳定性评价方法。结果表明,以极限分析上限定理为依据确定边坡稳定系数和不排水抗剪强度比值的关系、滑动面与限制深度的关系来评价边坡稳定性,其物理意义明确,计算结果客观,相比于极限平衡法和数值分析法,极限分析法更适合于开挖边坡的稳定性评价。
水工结构与材料
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  非晶合金纤维增强水泥砂浆性能试验研究

  周小斌, 江朝华, 张伟伟, 王体涛

  长江科学院院报. 2017, 34(5): 120-124. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160109

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  以钢纤维为对比,研究了不同掺量的非晶合金纤维对水泥砂浆流动性、抗压和抗折强度的影响,提出了预测非晶合金纤维混凝土抗折强度的经验公式,并采用扫描电子显微镜观察纤维与基体的粘结状态。结果表明:与钢纤维相比,非晶合金纤维显著提高了砂浆的力学性能。1.0%掺量下非晶合金纤维增强砂浆28 d抗压强度和抗折强度与未掺纤维试样相比分别增加了28.6%和51.9%,与相同掺量下钢纤维增强砂浆相比分别增加了9.9%和14.5%。非晶合金纤维抗拉强度高,抗腐蚀性能强,在砂浆中分散均匀,与砂浆基体粘结良好,在较低掺量下即可有效提高砂浆的抗压和抗折强度,增加砂浆的韧性。
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  南疆盐渍土地区混凝土抗冻性能研究

  王成, 葛广华, 黎亮, 姚明星

  长江科学院院报. 2017, 34(5): 125-130. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170031

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  通过实地调研发现,新疆南疆盐渍土地区许多混凝土建(构)筑物均不同程度地存在由盐蚀-冻融引起的混凝土表面剥蚀、开裂和疏松、粗骨料大面积裸露、盐结晶析出等病害。引起该地区混凝土产生盐蚀-冻融病害的主要原因有3个方面:①混凝土表层和内部的孔隙水冻结产生的拉应力;②渗入混凝土内部的盐类结晶产生的拉应力;③硫酸盐与水泥水化产物发生化学反应产生的拉应力。这些因素综合作用造成混凝土由表及里逐渐损伤、破坏和解体。通过调整混凝土水胶比、优化含气量和搅拌时间、优选骨料、使用抗硫酸盐水泥、增厚混凝土表面沥青胶泥防腐涂层厚度等工程措施,可有效提升南疆盐渍土地区混凝土结构抵抗盐蚀和冻融破坏的能力。
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  盐渍土氯离子在混凝土中运移的耦合模型研究

  高子瑞, 李淑娥, 陈志明, 徐永福

  长江科学院院报. 2017, 34(5): 131-134. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20151087

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  通过Comsol Multiphysics模拟了盐渍土氯离子在混凝土内的运移机制。基于Fick第二定律,研究了考虑电迁移场作用、结合作用以及毛细作用的氯离子运移规律。研究表明:结合作用阻碍氯离子向混凝土内部运移,电势场和毛细作用促进氯离子向混凝土内部运移;随着氯离子向混凝土内运移,结合作用逐渐减小,初期的电场作用先增加后减小;随时间增加,结合作用与电场迁移作用减小;毛细作用仅在离子侵入初期约1.5 h内影响明显。在结构寿命期内忽略毛细作用,建立综合扩散、电场迁移及结合作用的耦合模型,预测了混凝土结构寿命,模型得到了较好的验证。
信息技术应用
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  基于人工神经网络算法的水厂混凝投药控制系统研究与开发

  饶小康, 贾宝良, 鲁立

  长江科学院院报. 2017, 34(5): 135-140. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160194

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  针对自来水生产投药工艺长滞后、非线性、多输入因子、不确定性、时变性、模糊性等特点,采用人工神经网络算法对周围环境自适应和自学习,研究和开发了一套用于水厂混凝投药的自动控制系统。系统以武汉市第一大水厂——宗关水厂为例,研究了Elman神经网络算法对控制系统混凝投药效果的影响,并基于OLE-DB开放性数据访问标准实现对WinCC工控系统样本数据读取和存储的预处理。系统主要包括投药工艺、数据查询、曲线生成、配药查询、报警日志、报警统计、药耗统计、波动评价、报警设置等功能模块,在宗关水厂的成功运行实现了混凝投药工艺生产运行参数的在线监视和全自动化运行。为水厂的安全生产提供了保障,达到了节约药耗、减少人工、降低操作人员劳动强度的目的。
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  GIMMS和MODIS在黄土高原地区植被监测中的应用

  邵霄怡, 李奇虎, 王书民

  长江科学院院报. 2017, 34(5): 141-145. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160208

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  黄土高原地区生态环境脆弱,受季风气候的影响,四季分明,植被变化明显,为比较不同遥感数据的一致性提供了很好的试验场所。利用2001—2006年GIMMS NDVI和2001—2014年MODIS NDVI数据,分析了黄土高原地区植被变化情况,并从2种数据的空间分布特征、季节变化和时间分布特征3方面在黄土高原地区的差异进行了分析。结果表明:2种数据都反映了黄土高原地区西北部植被覆盖稀少,东南部植被覆盖较好的特点,MODIS数据在探测植被差异变化上较GIMMS数据敏感一些;从趋势上看植被指数逐年增加,秋季增加最快,表明近年来黄土高原地区植被恢复工作取得了明显的效果。与GIMMS数据相比,MODIS数据更适合于反映黄土高原地区植被的空间分布。
仪器设备与测试技术
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  智能铅鱼水文信息测量系统的研制

  吴锦生, 王剑平

  长江科学院院报. 2017, 34(5): 146-150. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160190

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  针对目前铅鱼挂载的水下测量装置功耗高、铅鱼上流速仪无法测量水流流向和确定铅鱼位置,以及水文缆道人工测深精度不高的问题,开发研制出智能铅鱼水文信息测量系统。该系统采用超低功耗电路延长水下测量装置工作时长,采用三维姿态电路实时测量铅鱼三维姿态,并结合卡尔曼数据融合算法提高测流精度并获取水流流向,采用水深测量电路实时测量水深,并结合涌浪传感器滤除波浪对水深测量精度的影响,解决了人工测深精度低的问题,并大幅提高了水深测量精度。