长江科学院院报

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长江科学院院报. 2017, 34(9): 0-0.

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耦合动态方程的神经网络模型在水质预测中的应用

周彦辰, 胡铁松, 陈进, 许继军, 周研来

长江科学院院报. 2017, 34(9): 1-5. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160520

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水质变化趋势的有效预测对于水资源综合管理具有重要意义。针对现有数据驱动模型不能有效反映研究对象物理机理的问题,提出了一种耦合动态方程的神经网络模型,并给出了动态方程的耦合方法。分别从数值算例和实际案例2个方面对传统网络模型和机理先验前馈网络模型进行了对比计算分析,拟合程度指标和计算误差指标都表明机理性先验知识的加入可以提高网络模型的预测精度和非线性拟合能力。同时,该模型在水质预测中具有适用性和合理性。在样本数量一定的情况下,机理性先验知识的耦合是进一步提高网络计算精度的有效途径。

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基于SODA方法的HyMOD模型不确定性分析

李帅, 文小浩, 杜涛

长江科学院院报. 2017, 34(9): 6-13. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160519

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为了改进水文建模过程中的不确定性处理,采用一种融合全局优化和数据同化(Simultaneous Optimization and Data Assimilation, SODA)的混合框架,对HyMOD模型进行了不确定性分析,并与经典SCEM-UA方法进行了比较。SODA方法具有如下特点①具备较高的参数搜索效率和寻优能力;②明确考虑包括输入、输出、参数以及模型结构在内的重要不确定性来源。SODA方法在渭河流域的实例应用结果表明与SCEM-UA方法相比,SODA方法不仅显著提高了预报精度,而且推求出了性质更为优良的预报区间。SODA方法的成功应用,有助于模型概念的改进及对水文系统功能的理解。

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过度开采对地下水水化学特征的影响研究

吕路, 杨军耀

长江科学院院报. 2017, 34(9): 14-18. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160377

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为探究过度开采对地下水水化学特征的影响，通过对比分析研究区1997年和2010年的地下水水位与水质资料，研究了过度开采条件下地下水水位与水化学特征的动态规律及两者之间的联系。研究结果表明:1997年和2010年研究区地下水水位与水化学特征的空间变化规律具有很高的一致性，表现为地下水水位降幅较大的区域对应的镁离子、硫酸盐含量增幅也相对较大，地下水水化学特征受地下水水位变化的影响较大。空间叠加分析结果表明:镁离子、硫酸盐与地下水水位变化较大的区域空间重合率分别为72.2％,53.1％。过度开采通过改变地下水补径排条件及饱和带、非饱和带的水环境变化对地下水水化学特征产生影响,因此对于地下水不可盲目、过度开采。

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不同pH调控方法对电助淋洗去除农田土壤Cd的影响

胡艳平, 林莉, 李青云, 罗希

长江科学院院报. 2017, 34(9): 19-23. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160438

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淋洗是修复土壤的一种简单高效的方法,但是对于渗透性系数低的土壤效果不佳。因此,采用电动修复技术强化农田重金属Cd的淋洗(简称电助淋洗),探讨了不同电解液pH控制方法对电助淋洗去除重金属Cd的影响。研究结果表明在电压梯度为1.5 V/cm、间歇通电5 d,每天连续通电8 h条件下,电助淋洗试验Ex1中重金属Cd的去除率为50.87%,比单一淋洗试验组Ex0中重金属Cd的去除率高10%;电动修复技术能强化土壤中孔隙水的流动,加速重金属离子的迁出,提高重金属去除率,有效促进农田土壤重金属Cd的淋洗效果。对比不控制电解液pH的试验Ex1和控制电解液pH的试验Ex2,Ex3,Ex4可知,控制电解液pH能控制土壤pH值,提高重金属Cd的迁移率。综合考虑现场操作等因素,建议采用电极极性切换控制土壤pH值。

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近10 a阿克苏流域植被覆盖时空演变特征及影响因素

王志成, 刘新华, 贾付生, 聂艳

长江科学院院报. 2017, 34(9): 24-28. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20161248

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植被覆盖度是指示地表植被分布及生态环境变化的重要指标。为深入了解阿克苏流域植被覆盖度的时空演变特征及驱动机理,基于Landsat TM和高分1号遥感影像,采用NDVI像元二分模型和差值运算方法,对阿克苏流域2005—2015年的植被覆盖动态变化进行了监测分析及评价。结果表明近10 a来阿克苏流域植被覆盖整体呈良性发展趋势,8月份植被覆盖最丰富,植被覆盖度空间分布不均,差异较大;影响阿克苏流域植被覆盖的主要因素有降水、气象灾害、土地利用以及生态工程。阿克苏流域植被覆盖的时空演变研究结果能够为流域未来生态空间重构等提供重要的参考借鉴。

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三峡库区巫山—奉节段生态环境敏感性分析

吴翠, 牛瑞卿, 孙平

长江科学院院报. 2017, 34(9): 29-35. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160562

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随着社会的发展和技术的进步,自然环境受到来自人类影响的范围和强度都在不断加大,由此引起的生态环境问题日益严重。区域生态环境敏感性分析对于制定生态环境保护规划和指导区域生态建设等工作具有重要意义。在RS与GIS 技术的支持下,以三峡库区巫山—奉节段为研究对象,结合研究区实际情况,选取地质灾害、石漠化、土壤侵蚀3个生态因素作为评价指标,建立各单因素生态敏感性评价模型,然后运用层次分析法确定各单因素在整个指标体系中的权重,通过加权求和得到该区域生态敏感性综合评价结果,并将生态敏感性空间分布图与研究区乡镇行政区划图进行空间叠加及统计分析。研究结果表明研究区域内不敏感区、轻度敏感区、中度敏感区、高度敏感区和极敏感区分别占巫山—奉节段区域总面积的7.55%,40.75%,45.21%,6.31%,0.18%,其中高度敏感区和极敏感区主要分布在康坪乡、永安镇、巫峡镇、康乐镇、大溪乡、朱衣镇和鹤峰乡。这些乡镇生态敏感性高,当受到人类不合理活动影响时,容易产生生态环境问题,应该是生态环境保护和恢复建设的重点。

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一、二维耦合数学模型在感潮河网洪水风险图编制中的应用

杨莉玲, 宋利祥, 邓军涛, 徐爽, 胡晓张, 孙倩雯

长江科学院院报. 2017, 34(9): 36-40. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160590

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为了解决感潮河网径流、潮汐交汇，动力复杂，溃决洪水难以用经验公式准确概化的问题，建立直接以溃口为耦合断面的河网一维、保护区二维侧向耦合模型，将感潮河网与保护区一体化，避免环境因素及经验参数的不确定性带来的溃口流量估算误差。典型算例和中顺大围溃决洪水情景模拟表明：洪水自溃口集中喷射出后分散流向围内，流态受围内下垫面影响显著，溃口水位、流量随外江潮位涨落而起伏变化，由溃口流量过程线计算所得溃口水量与根据淹没区各单元的面积和水深计算的围内总水量一致。模拟成果直接反映下垫面、水头差、潮位涨落，及溃口流态对溃决洪水的综合影响，反映出本耦合模型计算溃口流量及对溃决洪水模拟的合理性、可信性，具有较好的应用前景。

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弃渣型泥石流输沙速率模型试验研究

朱兴华, 庄建琦, 李亚哲, 张利勇

长江科学院院报. 2017, 34(9): 41-46. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160513

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近年来,弃渣型泥石流灾害时有发生。为了探索弃渣型泥石流输沙速率,以陕西省小秦岭金矿区的大西岔沟为研究背景,对大西岔沟泥石流的孕灾条件和成灾特征进行了详细的野外调查,发现该区域地形陡峻,弃渣总储量丰富,具备良好的泥石流孕灾条件。同时,泥石流在沿程运动和演化过程中,将具有明显的沿程放大和链生特征。结合野外调查资料,理论推导了弃渣型泥石流输沙速率的计算方法,并根据相似准则设计了水槽模型试验,对计算理论中的冲刷系数进行了率定。试验数据表明冲刷系数的取值范围在3.2×10^-5~7.1×10^-5m·s/kg之间。这些率定参数将用于后续的小流域泥石流产汇流过程研究之中,同时也为该区域其他相关研究以及泥石流监测预警提供科学参考。

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梯级水库溃坝洪水对下游城市的淹没过程分析

杨忠勇, 郭红民, 曹光春

长江科学院院报. 2017, 34(9): 47-51. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160594

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溃坝洪水的演进过程及其对下游城市的淹没影响是大坝安全的重要研究内容之一。以我国南方某山区河流为例,采用数值计算方法,针对该流域上并(串)联的4座水库在多种溃坝模式下,对下游城市的淹没过程进行了计算和讨论分析。研究结果表明溃坝洪水在下游城市的淹没速度和最大淹没面积主要与最大溃坝流量相关,即与溃坝水头和溃口大小相关;最大淹没面积的达到时间主要与城市与水库间的行洪距离有关。梯级水库发生连溃时,溃坝洪水对下游城市的淹没速度和淹没面积都较单个水库溃坝更加严重,不过连溃洪水在下游城市呈现淹没快、退水也快的特征。城市洪水的淹没历时主要与溃坝水库的容积相关,与最大溃坝流量的关系不大。

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基于MIKE的杜家台洪道行洪能力研究

何典灿, 周建中, 江炎生, 翁朝晖, 彭甜

长江科学院院报. 2017, 34(9): 52-56. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160514

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2005年、2011年杜家台2次洪道分流以最小损失换取最大安全,为汉江中小洪水调度模式提供新思路。针对杜家台工程现状特点,充分考虑现行预案调度运用,基于MIKE水动力软件,构建汉江、杜家台洪道及围垸的一、二维耦合数值模型,实现杜家台洪道行洪能力及效果分析。模拟结果表明,按照预案调度现状洪道分流,除新农垸及张沉湖垸堤顶高程不足外,可在汉口水位较高时基本实现安全行洪2 000~2 500 m³/s;汉江遭遇设计洪水时,优先利用洪道夹水入江的防洪效益十分显著。研究成果为完善杜家台分洪工程洪道运用模式及类似工程调度提供依据。

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蒋家沟泥石流沟道年际冲淤变化特征分析

魏丽, 胡凯衡, 黎晓宇, 颜春达

长江科学院院报. 2017, 34(9): 57-62. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160528

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为了分析泥石流对沟道冲淤的累积影响效应,根据蒋家沟1999—2014年泥石流沟道断面测量数据对沟道年际冲淤变化特征及影响因素进行了分析。结果表明蒋家沟泥石流沟道断面形态变化主要表现为断面展宽、断面淤积抬高或冲刷降低;沟道宽度变化主要发生于1999—2009年,2009年后沟道宽度相对稳定,沟道冲淤速率逐渐减缓;沟道整体纵剖面曲线呈现下凹型,下凹度不断减小,2009年后下凹度在1.1左右波动,纵剖面整体比降不断增大,2009年后比降增加速率减缓;泥石流输沙规模减小、泥深及流速减小、支沟泥石流汇入、沟道下游排导工程是影响蒋家沟泥石流沟道冲淤的主要因素。研究成果可为泥石流流通及堆积区的防治提供参考。

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WA-BT-ELM耦合模型在黄土滑坡位移预测中的应用

李骅锦, 许强, 王思澄, 亓星, 彭大雷, 何雨森

长江科学院院报. 2017, 34(9): 63-69. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160529

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黄土滑坡的变形演化过程往往受到多种因素的影响,呈现出非线性特征。基于小波分析函数(Wavelet Analysis,WA)、提升回归树(Boosting Regression Tree,BT),以及极限训练机(Extreme Learning Machine,ELM)方法,提出一种名为WA-BT-ELM的黄土滑坡位移预测新方法。该方法将非线性位移数据作为一时间序列,运用小波分析函数将监测点累积位移曲线分解为若干子小波;随后使用提升回归树对所有子小波进行重要度分析,剔除相关性不高的子小波以去掉冗杂信息;最后运用极限训练机,结合筛选得到的子小波对滑坡位移进行预测分析。基于该模型对甘肃省永靖县黑方台滑坡区的滑坡位移监测数据进行预测,得到了优于ANN,BPNN,SVM,ELM,以及WA-ELM预测模型的结果,故认为WA-BT-ELM模型是一种有效的黄土滑坡位移预测方法。

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基于原型监测的黏土心墙堆石坝渗流分析

陶丛丛, 陈宏伟, 孔松, 郭成

长江科学院院报. 2017, 34(9): 70-73. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160461

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某黏土心墙坝在蓄水期间,出现渗流量较大、坝体渗流、绕坝渗流增大等现象。为了寻找原因,通过对某黏土心墙坝的环境量、坝体渗流、绕坝渗流、渗流量等原型监测数据进行分析,得到渗流量、坝体坝基渗压、绕坝渗流等监测成果。为进一步分析渗流来源,对渗流量进行模型分析。结果表明各监测成果互为印证,受库水位影响显著;库水位是影响渗流量大小及变化的主要因素,降雨量是次要因素,其中,库水位对渗流量的影响主要是通过两岸绕坝渗流,其次是通过坝体坝基渗流。库水位对渗流量的影响既是即时的又是持续的。

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基于ORYZA 2000模型的鄂北地区水稻水分生产函数构建

王丽红, 刘路广, 谭君位, 陈道英, 董苇

长江科学院院报. 2017, 34(9): 74-78. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160543

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湖北省北部地区水资源短缺,有限降水难以满足水稻需水量,需要实施灌溉以补充水分。为此,根据长渠灌溉试验站水稻灌溉试验成果,基于ORYZA 2000模型构建了鄂北地区水稻生长模型。根据不同受旱阶段及受旱水平设置了多种受旱方案,利用构建的模型模拟分析了不同受旱方案水稻需水量和产量的变化规律。结果表明随受旱程度的增加,水稻需水量与产量呈现降低的变化趋势。在模拟成果分析基础上,根据最小二乘法原理,计算分析得到了Jensen模型中不同生育阶段敏感系数,构建了鄂北地区水稻水分生产函数,对指导当地水稻灌溉具有重要意义。

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围堤填筑对深厚软土地基既有群桩基础的影响研究

江洎洧, 付少兰, 潘家军, 徐晗

长江科学院院报. 2017, 34(9): 79-85. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160616

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以某围堤穿越深厚软土区大桥群桩基础为工程实例,采用三维有限元数值计算手段,分析工程实施过程中附加荷载施加对既有桩基工作环境影响。研究结果表明①大面积堆载对桩基产生不利影响,并显著受控于桩-土摩擦系数,鉴于工程中取值较困难,通过对比数值计算桩周负摩擦力与原位试验地基土侧摩阻力标准值,确定本工程桩-土摩擦系数在0.2～0.3;②填筑会对邻近桩基产生负摩擦力,进而增加基桩轴力,但不引起桩身破坏;③对称而均匀的填筑可最大程度降低桩基不均匀沉降及附加荷载向地基深部水平向的扩散,基桩弯矩影响可控;④群桩中各基桩空间分布不同,附加荷载引起同一承台下基桩-土变形协调存在差异,对桥桩安全监测应具有针对性。该研究成果可有效克服规范法的一些局限,对于指导实际工程方案的制定以及工程施工过程中合理布置监测措施有一定参考价值。

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隧洞围岩的等效弹性抗力系数及其影响因素研究

张智涌, 卓莉, 肖明砾, 谢红强

长江科学院院报. 2017, 34(9): 86-90. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160636

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基于无限体中圆形隧洞的弹性解,结合卸荷扰动区与深部未扰动区的位移公式,推导洞室开挖卸荷区围岩的等效弹性抗力系数表达式,并通过算例对比分析,验证其合理性。研究结果表明围岩的等效弹性抗力系数与扰动区岩体弹性模量呈非线性关系,扰动区岩体质量弱化,弹性模量降低,泊松比增大,扰动区围岩的刚度和侧向约束能力降低,围岩的等效弹性抗力系数随之减小;相同开挖半径下,扰动区范围的扩大直接降低围岩承载能力,围岩的弹性抗力系数减小;在扰动区厚度一定的情况下,开挖半径越大,等效弹性抗力系数越小。说明隧洞围岩稳定是扰动区与深部未扰动围岩共同作用的结果,仅采用扰动区岩体参数计算围岩弹性抗力系数会过高地估算围岩的分载能力,采用围岩等效弹性抗力系数评价围岩承载能力更加合理。

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基于三维形貌分析的结构面剪切试验研究

胡伟, 邬爱清, 陈胜宏

长江科学院院报. 2017, 34(9): 91-97. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170143

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为研究结构面表面形貌、正应力及剪切历史对岩石结构面剪切特性及强度的影响规律,利用近景摄影测量技术测量试验前后结构面三维形貌数据,对影响结构面剪切特性的因素开展定性与半定量的分析。分析结果表明①结构面形貌对剪切特性的影响具有方向性,视倾角>0°的凸起体才可能在剪切过程中起抵触作用;②起伏粗糙对剪切特性的影响随正压力增大而降低,相应的剪胀效应也随正压力增大而减小;③在低正压力条件下,结构面表面的起伏凸起体即可被磨损剪断,首先出现磨损剪断的是视倾角较大的凸起,在经历1次正应力条件下剪切变形后,剪切曲线便不再出现峰值现象;④摩擦角随正压力增大而减小,而黏聚力随正压力增大而增大;⑤单块试样反复剪切试验中,取第1次残余值与后续剪切强度值拟合得到的剪切强度参数可代表具有剪切运动历史的结构面剪切强度。

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高陡边坡地震动放大效应分析

刘立波, 李海波, 刘亚群

长江科学院院报. 2017, 34(9): 98-103. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160451

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为了研究高陡岩质边坡对地震动加速度峰值的放大作用,分别针对简谐波和El Centro波竖向入射高陡边坡的情形,基于动力学模拟研究了坡肩和坡表面放大系数与坡高和坡比的参数关系。根据计算结果绘制边坡剖面的水平向和竖向放大系数等值线图,分析了坡体内放大系数分布特征。结果表明放大系数并不随着坡高的递增而持续增大,放大系数的最大值出现在坡肩,在不超过2.0的范围内波动变化。坡顶面上的放大系数随着坡肩距的增大而逐渐衰减。坡体内水平向与竖向放大系数的空间分布特征显著不同,在邻近坡肩和斜坡面的区域内竖向放大系数可高达1.5,高陡边坡的抗震设计中不可忽略竖向放大系数的影响。

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离心场中陡倾顺层岩质边坡振动试验关键技术研究

张陈羊, 巨能攀, 李龙起, 蒋金阳, 邓天鑫

长江科学院院报. 2017, 34(9): 104-109. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160537

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为解决离心场中陡倾顺层岩质边坡振动试验的关键技术问题,设计了陡倾顺层斜坡的离心振动台模型,通过试验探讨了试验仪器设备的关键技术参数、动力相似关系、相似材料比选以及传感器的安装布置等内容,并确定了地震波的加载方案。同时为了得到可靠的试验结果,分析了离心力场中的误差、传感器的安装与误差问题和边界效应问题,结合以往经验对误差方法进行比选,并提出了相应的减小误差的方法。研究结果表明离心振动台模型试验要进行合理的设计;离心力场中的系统误差可通过设计模型尺寸大小和选择模拟模型和原型应力保持一致的高度来减小;传感器测量误差可采用在传感器周围填充满砂土来减小;多层剪切层铝合金框架模型箱能够最大程度减小边界效应的影响。

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冻融循环下废旧轮胎颗粒改性膨胀土无侧限抗压强度试验

宗佳敏, 宋迎俊, 鲁洋, 许雷, 张雨灼

长江科学院院报. 2017, 34(9): 110-114. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160511

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为了研究膨胀土的无侧限抗压强度与橡胶颗粒含量、冻融循环次数之间的关系,在控制含水率一定的条件下,对经历冻融循环的废旧轮胎颗粒改性膨胀土试样进行无侧限抗压强度试验。试验结果表明在膨胀土中加入橡胶颗粒可在一定程度上提高膨胀土的无侧限抗压强度,并能降低其刚性;在同一冻融循环次数下,改性膨胀土的无侧限抗压强度随着橡胶颗粒含量的增大呈现先增大后减小的趋势,当橡胶颗粒含量为3%时,橡胶颗粒改性膨胀土的无侧限抗压强度最大;在同一橡胶颗粒含量下,改性膨胀土的无侧限抗压强度以及单次冻融循环对试样强度削弱作用均随冻融循环次数的增加而减小;当含水率为20%时,冻融循环条件下,改性膨胀土试样的尺寸变化率随橡胶颗粒含量的增大总体呈增大趋势;橡胶颗粒含量较低情况下(≤7%),膨胀土尺寸变化规律为“冻缩融胀”;橡胶颗粒含量较高情况下(9%),膨胀土尺寸变化规律为“冻胀融缩”。

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双线浅埋隧道远近距离界定及地表沉降机理研究

王帅, 孙少锐, 舒杨, 岳翎

长江科学院院报. 2017, 34(9): 115-121. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160521

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利用Peck公式计算双线隧道开挖引起的地表沉降时,有多个参数会影响到计算结果的大小与沉降曲线的形状。从数学角度对隧道轴线埋深h和两隧道间距L的比率及沉降槽宽度参数K对地表沉降曲线的影响进行研究,得到以下结论在h/L比率逐渐增大的过程中,地表沉降曲线变化过程为较陡峭的W型—较平缓的W型—∪型—U型—V型;相同比率下的地表沉降曲线都呈现相同的型式,与隧道埋深无关;在K=0.600的情况下,沉降曲线由W型向U型转变,h/L的临界值为0.825,而后发现在不同K值下,存在h/L临界值使得不同埋深下的沉降曲线都呈现U型,得到了沉降槽宽度参数K与其对应h/L临界值的最优拟合方程。基于h/L临界值的分析结果,提出了双线隧道远近界线的判别公式,并与现有方法及规范进行对比,结果表明判别公式能较好地界定双线隧道远近距离。同时,对Peck公式预测隧道开挖引起地表沉降的机理进行了推测,并利用颗粒流软件对隧道开挖进行模拟,结果表明压力拱曲线符合高斯曲线。研究成果可为双线浅埋隧道设计、施工提供依据。

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泥页岩浸水力学特性试验研究

金成, 王芳, 石崇

长江科学院院报. 2017, 34(9): 122-126. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160572

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为研究泥页岩遇水软化后力学特性变化,进行了泥页岩不同浸水时间下的常规三轴压缩试验,分析了浸水后岩石的应力-应变关系,研究了泥页岩水劣化力学参数变化规律研究。结果表明随着浸水时间的延长,试样的强度和弹性模量降低幅度较大,浸水对泥页岩的摩擦角影响较小,对黏聚力影响显著;试样破坏形式逐渐由脆性张拉劈裂破坏转变为拉剪破坏的混合破坏形式,软化作用越来越明显。岩石浸水时间对其强度、变形及破坏形式有较为明显的影响。研究结果可为该类岩体的岩土力学参数取值或力学分析提供参考。

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压实弱膨胀土变形干湿循环效应试验研究

边加敏

长江科学院院报. 2017, 34(9): 127-131. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160576

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为研究干湿循环对弱膨胀土用于路堤填筑变形性能的影响,在对路堤内部和表面2种工作环境进行分析的基础上,通过模拟2种工作环境土体的干湿循环试验,对干湿循环后土样变形特征进行分析。结果显示由干湿循环造成的膨胀土胀缩变形过程并不完全可逆,土样在第2次浸水膨胀时产生的膨胀量最大,而第1次干燥收缩时的收缩量最大;随着干湿循环次数的增加,土样的膨胀及收缩变形均逐渐减小并趋于稳定;稳定后的高度比原始高度有所变化;上覆荷载及含水量的变化对土样的干湿循环变形特征具有十分重要的影响。试验结果表明,干湿循环对用于路堤内部膨胀土的变形影响均小于路堤表面的工作状态,判断膨胀土路堤填筑的可行性及处治方式时应结合膨胀土的路堤填筑位置。

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库水位周期性变化对簸箕石滑坡的影响评价

李影

长江科学院院报. 2017, 34(9): 132-136. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20151025

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库区水位变化对于控制库岸斜坡的稳定性具有十分重要的作用，以簸箕石滑坡为研究对象，分析库水位周期性变化对坡体变形的影响。簸箕石滑坡常年受到周期性水位调节的影响，水位的波动比水面平稳时对坡体前缘所造成的侵蚀更严重，坡体的变形也更加复杂化。基于簸箕石滑坡实地巡查，利用FLAC^3D 软件进行渗流－力学耦合计算，分析了库水位涨落过程中，滑坡体的剪应变及滑动位移规律。结果表明：蓄水之后水位变化对剪应变增量的影响不明显，但剪应变增量集中程度较蓄水之前有所增强；蓄水之后，滑坡的滑动位移随着水位的下降而增大，而水位上升过程中，位移值虽然较下降之后的值有所减小，但上升到一定水位高度之后，滑动位移继续增加。该研究成果对于簸箕石滑坡及此类滑坡灾害的预测预报具有重要的现实意义。

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气泡制备因素对河道淤泥气泡混合土性质的影响研究

李荣贺, 顾欢达

长江科学院院报. 2017, 34(9): 137-141. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160612

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为考察气泡制备因素对河道淤泥气泡混合土性质的影响,以河道淤泥为原料土,通过对不同发泡剂成泡品质考察及发泡剂的优化配合设计,采用对比试验的方法,对河道淤泥气泡混合土的物理力学性质进行了研究。试验结果表明不同类型的发泡剂及发泡剂成泡品质对混合土性质影响明显,所选蛋白发泡剂在料浆中稳泡性变差,不满足密度要求;在同等密度下,气泡品质好的F型发泡剂制备的轻质土,其强度、破坏应变和E₅₀均高于K12A型。这种具备稳泡性好、发泡倍数不易过低、成泡较均匀、可与料浆共存的成泡品质,有利于轻质土综合性能的提升。

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短龄期新老混凝土粘结强度等效系数

胡良明, 马朝猛, 徐晨光

长江科学院院报. 2017, 34(9): 142-144. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20161115

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试验采用3种粘结剂对3种混凝土进行粘结,以劈拉强度作为评价指标,将这3种粘结剂对混凝土的粘结效果进行对比,旨在找出3种混凝土中最适宜使用粘结剂的混凝土。另外首次提出了新老混凝土粘结强度新的评价指标——粘结强度等效系数β(某种混凝土粘结劈拉强度与同种混凝土基准试件劈拉强度的比值),并以β值作为指标对这3种混凝土进行对比。通过对粘结强度等效系数的对比可得3种界面粘结剂用于普通硅酸盐水泥配制的混凝土的粘结效果均优于其它2种水泥配制的混凝土的粘结效果,普通硅酸盐水泥配制的混凝土在新老混凝土粘结试验中对界面粘结剂的适用性最强,其28 d的粘结强度最大值可以达到混凝土基准试件劈拉强度的0.86,粘结效果最佳。

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水泥砂浆受硫酸钠侵蚀时力学特性的尺寸效应研究

熊良宵, 陈聪

长江科学院院报. 2017, 34(9): 145-149. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160523

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为了解水泥砂浆试件经海水侵蚀时的尺寸效应,分别采用3种尺寸的正方体试件放在硫酸钠溶液中侵蚀,后每隔一定时间取出部分试件进行单轴压缩试验,分析不同尺寸试件的单轴抗压强度、峰值应变和弹性模量的差异。研究结果表明试件经硫酸钠侵蚀时强度的尺寸效应存在一个临界值,随着试件尺寸的增加,侵蚀对强度的影响效应会呈现增加后减小的规律;不同尺寸的试件经硫酸钠侵蚀时,其峰值应变和弹性模量的差异没有强度的差异明显。

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乐山市山洪监测预警系统设计与建设

高姗姗, 周新志, 雷印杰

长江科学院院报. 2017, 34(9): 150-153. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160527

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随着山洪灾害防治县级非工程措施建设规模的扩大,提高省、市、县三级应急联动能力,提升防灾科学管理水平成为重要课题。针对乐山市山洪监测预警系统的建设提出了系统总体设计方案,展示了四级山洪灾害数据共享汇集关系并分析各模块的工作机制;同时,对数据信息采集共享子系统、信息查询及监测子系统、预警响应跟踪子系统、移动工作子系统的数据传输、查询、监控预警等功能以及具体实现进行了重点阐述。所述预警系统体系完整,为市级山洪预警系统的建设提供了借鉴和参考。

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基于IEC 61850标准的智能水位变送器研究

冯黎兵, 刘一均, 陈荣, 郑嘉龙, 杨鸽

长江科学院院报. 2017, 34(9): 154-158. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160533

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为提高智能水电厂水位测控装置的智能化程度,提出了一种智能水位变送器的设计方案。通过对智能水电厂通信网络结构方案的分析,指出数据格式无法满足智能电网技术的通信要求;明确智能水位变送器的通信功能需求,在此基础上搭建智能水位变送器系统硬件平台;然后按照IEC 61850标准要求建立智能水位变送器的信息模型,完成通信服务配置并给出了系统组成框图。最后设计了一套实验方案,在2台电脑上运行IEDScout模拟软件接收数据,使用Wireshark软件抓取并分析MMS数据包。实验结果表明构建的信息模型能满足水位数据使用IEC 61850标准通信的要求,信息具有共享性和自描述性;所搭建的系统平台通过信息模型重构或扩展可以满足其他非电量数据的采集处理需要,符合一次设备智能化的建设战略要求。

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2017年, 第34卷, 第9期　
刊出日期：2017-09-01

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