2018年, 第35卷, 第12期　
刊出日期：2018-12-01

  

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  长江科学院院报. 2018, 35(12): 0-0.

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专家特约稿
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  国内外大跨度挡潮闸应用评述

  王正中, 徐超

  长江科学院院报. 2018, 35(12): 1-11. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20180890

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  近年来全球气侯变暖及极端气候频发,海平面上升及沿海地区风暴潮等海岸洪水灾害加剧,作为沿海城市安全屏障的挡潮闸,增强防洪能力、适应功能要求、创新结构形式等成为科技工作者关注的热点。从海岸洪水对沿海城市安全的影响性方面阐明了挡潮闸建设的必要性;结合国内外沿海地区已建大跨度新型挡潮闸的工程应用实例,对各类大型挡潮闸的创新性结构特征、优缺点、适用性及发展状况等方面进行分析总结;最后从沿海城市生态建设、新型挡潮闸设计规范制定、控制运行管理系统等方面进行了展望,以期为我国未来沿海河口地区挡潮闸的建设提供参考。
江湖泥沙与治理
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  坝岸根石冲刷坍塌数值模拟

  皮家骏, 陈宇豪, 张带琴, 刘成林

  长江科学院院报. 2018, 35(12): 12-17. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170605

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  根石走失一直是黄河坝岸中较为突出的工程问题,直接影响着坝垛工程的基础稳定与整体安全。基于Flow-3D软件建立了根石冲刷坍塌走失数值模型,并采用物理模型试验算例进行验证。数值模拟结果中泥沙面计算值和物理模型试验实测值吻合度高,说明数值模型可用。随后基于数值模型计算了实际坝垛工程的河床冲刷过程。计算结果表明:坝前头处冲刷坑出现的时间最早,冲坑最深,随着水流的持续淘刷冲坑向上跨角和下跨角区域发展,此2处的冲刷坑深度相近,部分泥沙在坝裆间由于水流漩涡作用形成堆丘。坝垛工程中容易出险的部位为坝前头和上跨角,实际工程中应主要对这两处进行防冲加固。
水资源与环境
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  基于小波分解及Arima误差修正的径流预测模型及应用

  包丽娜, 唐德善, 胡晓波, 楚士冀

  长江科学院院报. 2018, 35(12): 18-21. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170597

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  为改善传统径流预测模型对随机性时间序列的预测效果并不理想的现状,构建基于小波分解及Arima误差修正的径流预测模型。应用小波分解法将径流时间序列进行分解和重构,使非平稳、随机性的径流时间序列平稳化,对数据样本预处理后建立以相关向量机(RVM)为理论基础的径流预测模型,并采用改进粒子群算法进行核函数全局寻优,最后对模型拟合残差进行Arima误差修正。通过实例计算得到传统支持向量机(SVM)模型、RVM模型和径流预测模型的预测值平均误差分别为8.60%,9.02%和3.64%。结果表明:通过小波分解及重构方法对非平稳时间序列的预处理可有效提高预测精度,同时Arima误差修正也有很好的效果,相比于SVM模型、RVM模型,基于小波分解及Arima误差修正的径流预测模型具有更高的预测精度,在实际工程中具有一定的可行性。
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  潮汐作用对通江湖泊重金属镉的三相分布特征影响

  杨烨烨, 王华, 闫怀宇, 周宜一

  长江科学院院报. 2018, 35(12): 22-27. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170452

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  为研究不同水动力扰动下金山湖重金属的三相迁移转换机制,采用环形水槽模拟湖内水流过程,进行重金属迁移模拟试验,并利用二维水流、悬浮物、重金属耦合水环境数学模型分区模拟金山湖一个全日潮镉迁移过程。结果表明:中高扰动强度下,水深越小,沉积物起悬强度越大;水深一定时,扰动强度增加,沉积态镉与溶解态镉均呈现下降趋势,悬浮吸附态镉则呈现上升趋势;低扰动强度时,镉的三相交换规律不明显,但沉积态镉较为稳定。在每个湖区内部,三态浓度大致呈两波峰两波谷趋势;从全湖来看,沉积态镉与溶解态镉变化趋势相近,且与悬浮态镉变化趋势相反。研究成果对于进一步揭示通江湖泊重金属迁移运输机制具有参考价值。
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  长江口盐水入侵特征及规律

  周春煦

  长江科学院院报. 2018, 35(12): 28-33. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170434

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  在分析长江口2002年3月枯季全潮水文测验资料的基础上,建立了“长江口—杭州湾—舟山群岛”海域大范围二维水流盐度数学模型,对长江口盐水入侵的特征及规律进行了研究。结果表明:受北支盐水倒灌影响,时间上南支某些水域不同于一般的涨(落)憩时盐度达到峰(谷)值,而是涨憩时盐度达到谷值,落憩时盐度达到峰值;空间上南支盐度分布在大潮期间呈现出“高—低—高”的格局,口门处的盐度在涨憩时明显大于落憩时,数值模型计算结果与实测数据分析相一致。同时,通过对北支潮径动力分析可发现,外海潮差越大,上游径流量越小,北支盐水倒灌南支的可能性越大,即北支口分流比随上游径流量呈指数增长,而与外海潮差成反比。研究成果可供研究长江口盐水入侵科技人员参考。
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  屋顶绿化灌溉技术研究现状与发展趋势

  王宾

  长江科学院院报. 2018, 35(12): 34-38. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170601

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  屋顶绿化是生态城市建设水平的重要指标,在论述屋顶绿化实施必要性的基础上,归纳了5种不同的屋顶绿化灌溉水源类型,概括了喷灌、滴灌、渗灌以及自动化灌溉4类不同的屋顶绿化节水灌溉技术措施,对屋顶绿化自动化灌溉类型进行了划分。对比了喷灌、滴灌、渗灌以及自动化灌溉技术在屋顶绿化灌溉中的应用现状。同时对屋顶绿化灌溉技术发展趋势进行了展望,指出由于屋顶类型的不同、屋顶绿化植被的多样性以及地域差异,屋顶绿化灌溉技术将会向着灌溉自动化、人工智能化、节能化、控制系统多样化等方面发展。
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  地温示踪技术在地下水科学中的应用研究进展

  董林垚, 陈建耀, JunShimada, 尹政兴

  长江科学院院报. 2018, 35(12): 39-45. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170696

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  对含水层流场与温度场耦合作用原理及地温示踪技术在地下水科学中的应用进行评述,总结了地温示踪技术在前沿地下水科学中的应用进展:①探究地表暖化-地下水流动对地温的影响;②计算含水层水文地质参数;③解析滨海含水层地下水循环过程。温度示踪法具有低成本、无污染、易于连续观测等优点,在地下水科学研究中具有广阔的前景,但利用温度示踪技术解析地下水科学问题目前仅适用于各向同性含水层,关于地下水气相和固相的交互过程中温度变化的研究亟待加强。
防洪减灾
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  浅析接力泵站在沿海平原排涝中的应用

  张晓波, 郑雄伟, 王灵敏

  长江科学院院报. 2018, 35(12): 46-51. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20171230

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  沿海平原地势低平,排水河道过流不足,是平原内涝的重要原因。为了减轻沿海平原地区受潮汐、台风、地形等原因造成的内涝,提出在主干排水河道上逐级布置接力泵站,人为加大河道流速,从而达到提高排涝效率的目的,这是一种新的治涝措施。探讨了接力泵站的适用范围、布局和规模、水力计算概化方式等问题,以浙江省姚江流域的余姚市防洪排涝布局作为实例,结果表明:实施“分片节制”、“接力强排”的工程措施,对于排水距离远、水力坡降不足的低洼平原具有非常显著的排涝效果,体现了选取的措施的合理性。接力泵站措施可在有条件的沿海平原治涝工作中加以推广。
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  基于InfoWorks RS的蒋巷联圩防洪保护区洪水演算

  李德龙, 黄萍, 许小华, 范子武, 乌景秀, 费香波

  长江科学院院报. 2018, 35(12): 52-56. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170777

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  为结合分析一维河模型和二维洪泛区模型,利用InfoWorks RS对蒋巷联圩防洪保护区洪水演进过程进行二维模拟,分别选取2010年和1998年外洲水文站实测资料对一维河道模型进行了率定和验证,结果较为合理;选取赣江50 a一遇设计洪水同时鄱阳湖遭遇湖口22.5 m(吴淞高程)恒定洪水位的边界条件,分析了最不利工况下区内的溃口溃决过程、洪水演进过程及淹没水深等要素,计算结果较好地反映了区内溃堤后的洪水演进情况。研究成果可为江西省防洪减灾提供决策支持。
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  数字水系分级对流溪河模型中小河流洪水预报的影响

  覃建明, 陈洋波, 王幻宇, 张嘉扬, 李明亮

  长江科学院院报. 2018, 35(12): 57-63. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170435

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  为了探讨流溪河模型在中小河流洪水预报中的适用性,以及基于DEM的数字水系提取和分级对流域洪水预报的影响,构建了江西省龙华江流域洪水预报流溪河模型,采用PSO算法优选模型参数,最后验证模型并讨论了数字水系分级对流域洪水预报的影响。结果表明:随着数字水系分级变多,流域洪水峰值增大、峰现时间提前、径流系数越大、模拟过程越接近实测值;采用流溪河模型进行中小河流洪水预报时,不能采用1级数字水系构建模型,适宜采用3级水系构建模型;流溪河模型采用PSO算法的自动优选模型参数,实际应用中只需要一场具有代表性的实测洪水过程就可以优选模型参数,有效提高了模型的性能;基于3级水系构建龙华江流域洪水预报流溪河模型,采用PSO算法优选模型参数,对50场洪水过程的模拟结果与实测值吻合很好,模型可用于龙华江流域实时洪水预报。
工程安全与灾害防治
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  某厂顶溢流式电站拦污栅破坏原因分析

  郭红浩, 张晓锋

  长江科学院院报. 2018, 35(12): 64-67. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170534

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  某厂顶溢流式电站在遭遇20 a一遇的洪水后,灯泡贯流式机组进水口设置的拦污栅发生了脱槽破坏。为了探寻拦污栅破坏原因,利用数值模拟的方法,对电站引水渠内的纵向水流流态进行了模拟,根据模拟结果分析了拦污栅的受力情况。结果表明:在电站厂顶过流时,电站前池存在强大的横轴漩涡及负压,受纵向水流长时间冲击以及水流脉动的影响,拦污栅强度丧失,发生变形,最终脱槽破坏。希望设计人员在设计同类型电站拦污栅时,考虑纵向水流的冲击力,避免同类事件发生。
水力学
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  大藤峡船闸关键水力学问题研究

  吴英卓, 江耀祖, 姜伯乐, 王智娟, 刘志雄, 何勇

  长江科学院院报. 2018, 35(12): 68-73. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170622

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  大藤峡船闸闸室有效尺寸为280 m×34 m,最高通航水头为40.25 m,是世界上首个水头超过40 m的大型超高水头单级船闸。单级船闸的特性以及闸室规模、工作水头和输水时间要求决定了其单次输水水体、输水最大流量以及进入闸室的能量,超过闸室尺度相近的三峡多级船闸,借鉴三峡船闸输水系统体型的初设方案闸室内船舶停泊条件问题突出。为此开展了1∶30比尺船闸整体模型试验,结合减压及局部模型试验与数模计算,通过输水系统体型创新、输水系统阻力及阻力分配调整和阀门运行方式优选,解决了大藤峡船闸闸室内船舶停泊条件及输水系统水流空化等关键水力学问题。研究获得的新型自分流全闸室出水输水系统布置型式,很好地解决了闸室高效输水和船舶停泊安全问题,显著拓展了等惯性输水系统对水头的适应性,其成果可供超高水头大型船闸设计借鉴。
岩土工程
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  含原生隐性节理工程岩体分级方法

  邬爱清, 蒋昱州, 石安池, 李林, 王贤彪, 肖国强, 胡伟

  长江科学院院报. 2018, 35(12): 74-82. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20180164

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  白鹤滩水电站柱状节理玄武岩体内原生微裂隙发育,分布有宏观肉眼不易辨认的隐性节理,节理面较平整,多呈闭合状,为断续镶嵌结构,但岩石强度大,纵波波速高,岩体本身质量及其实际结构特征与测试得到的物理力学性质不相匹配。以白鹤滩水电站坝基柱状节理玄武岩作为含原生隐性节理的代表性岩体,基于其特殊性状,开展现场钻孔取芯、声波测试与点荷载试验,采用目前较为常用的几种工程岩体分级方法对其开展分级研究,对比分析岩体分级的结果与工程实际情况是否具有一致性;并以BQ分级方法为基础,在特定条件下引入RQD来修正岩体完整性系数K_v值,建立了一种适用含有原生隐性节理的工程岩体分级方法;将该方法用于白鹤滩柱状节理玄武岩的工程分级,分级结果与工程实际具有较好的一致性;最后,通过现场原位岩体变形试验对改进的分级方法进行验证可知,测试得到的柱状节理玄武岩变形参数与改进后BQ法的分级结果具有较好的匹配性。
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  基于颗粒流的基桩自平衡测试法数值模拟

  黄生根, 付明, 胡然, 周龙根, 杨兴川

  长江科学院院报. 2018, 35(12): 83-89. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170198

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  为了揭示基桩自平衡测试法在加载过程中单桩的承载特性以及桩土相互作用规律,基于二维离散元软件PFC^2D模拟工程实践中基桩自平衡测试法的加载过程,分析单桩在受荷条件下的模拟试验。研究结果表明:①在加载初始阶段,桩侧阻力要优于桩端阻力发挥,但是桩端阻力也有一定的发挥,随着加载的进行,桩端阻力开始占据一定的作用;②在加载过程中,桩周土体孔隙率呈有规律的变化,具体表现为桩端一定范围内的土体孔隙率减小,且越靠近桩端,孔隙率变化越大,沿竖直方向变化趋势减小,桩侧土体孔隙率的变化则主要是荷载箱附近和上段桩上部一定范围内增大;③在加载过程中,随着荷载的增大,桩周土体颗粒之间的配位数,土体水平向应力、竖直向应力以及桩周土颗粒的位移均呈有规律的变化。研究结果可为自平衡测试法的理论研究提供参考。
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  软土地基一维非线性固结简化解法研究

  黄朝煊

  长江科学院院报. 2018, 35(12): 90-95. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170675

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  为了解决饱和软土地基一维非线性固结微分方程的近似解相对误差大的问题,基于饱和软土地基一维非线性固结理论,考虑软土渗透系数和压缩性在固结过程中的非线性变化的影响, 给出了无量纲化的非线性固结控制方程,引入权重因子λ将非线性偏微分方程简化为线性方程,其中权重因子λ可取小数(0<λ<1),进而结合边界条件给出了考虑权重因子λ变化下的简化解析解。通过MATLAB软件数值编程计算对比可见:Lekha等近似解法是权重因子λ=0.5时的特例;Lekha等近似解与差分法数值解最大相对误差高达19%;采用变权重因子λ法的简化解则精度更高。文中提出的一维非线性固结简化解法便于软土非线性固结理论在工程实际中的应用。
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  膨胀土分类的PCA-ELM模型及应用

  陈建宏, 李小龙, 梁伟章

  长江科学院院报. 2018, 35(12): 96-101. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170674

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  为更合理确定膨胀土类别,将主成分分析(PCA)与极限学习机(ELM)相结合,提出一种膨胀土分类的PCA-ELM模型。选取能充分反映膨胀土类别的液限、塑性指数、<2 μm胶粒含量与自由膨胀率4项指标进行分析,运用主成分分析对各指标进行相关性处理,依据方差累计贡献率得出2个主成分。将70%的样本划分为训练集,30%划分为测试集,将训练集作为极限学习机输入,并采用十折交叉验证以优化模型参数,从而得到最优分类模型。然后将测试集作为最优模型输入,得到分类结果。最后,选用2个工程实例共32个样本对所建立模型进行验证,结果表明:该模型分类结果与实际较吻合;训练集与测试集分类精度分别达94.20%和79.00%,并具有较快的训练速度。PCA-ELM模型适用于大规模数据的分类预测。
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  复杂地质条件下粉砂质泥岩蠕变力学行为研究

  陈俊武

  长江科学院院报. 2018, 35(12): 102-107. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170680

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  为揭示复杂地质条件下粉砂质泥岩的蠕变力学特性,利用多相耦合蠕变试验装置及声发射监测系统,对取自某矿井2种粒径粉砂质泥岩进行了饱水状态下不同温度和围压的蠕变力学试验。研究结果表明:粉砂质泥岩的内部结构特征及所处的外部复杂地质条件会对其长期力学行为产生显著影响;围压越小、温度越高、粒径越大的粉砂质泥岩强度越低而稳态蠕变率越大;稳态蠕变速率随围压的升高呈线性降低,随温度的升高呈指数函数增长;蠕变过程中泥岩的孔隙率变化趋势与蠕变速率相似,均呈“U”型分布,相同围压和温度下,粒径越大的试件,孔隙率变化幅度越大;温度越高,围压越大,蠕变声发射信号越是呈“高频率、高幅值”,粒径越大,声发射信号越显著。研究成果可为进一步揭示粉砂质泥岩在复杂地质条件下的流变特性提供理论和试验支撑。
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  深埋隧洞连续爆破开挖围岩应力演化规律

  章诚, 杨建华, 姚池, 陈奕阳

  长江科学院院报. 2018, 35(12): 108-112. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170646

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  针对高地应力赋存环境下深埋隧洞连续爆破开挖过程,采用ANSYS/LS-DYNA动力有限元软件模拟分析了围岩应力演化规律。通过对比分析准静态地应力重分布、地应力重分布与爆破荷载耦合作用2种工况,获得了高地应力赋存环境下深埋隧洞连续爆破开挖推进过程中的围岩应力演化规律及影响因素:深埋隧洞围岩主要表现为高地应力作用下的剪切破坏,隧洞连续爆破开挖卸荷过程中地应力重分布是洞壁远区围岩应力场改变的主要原因,炸药爆炸产生的爆破荷载只对炮孔附近的围岩应力产生影响,使炮孔附近围岩产生爆破张拉损坏。就本算例而言,连续爆破开挖卸荷只对掌子面后方约4 m范围内围岩产生影响,连续2个循环进尺后隧洞围岩应力场基本趋于稳定。
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  弱膨胀土增湿变形量试验及路堤填筑分析

  边加敏

  长江科学院院报. 2018, 35(12): 113-117. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170704

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  工程包边法路堤填芯弱膨胀土的含水率变化常处于特定区间,现行研究集中于浸水饱和状态下的膨胀量,对特定含水率变化区间膨胀土的膨胀变形量研究较少。为研究不同增湿量下弱膨胀土土体的膨胀变形特性,采用“等同”的重塑膨胀土试样进行不同增湿量的一维膨胀试验,结果显示,当土体的含水率达到25%时,继续增大含水率对于土体膨胀变形量的影响较小。基于此,提出了换算膨胀量的概念(换算线膨胀率、换算膨胀力),通过对路堤内部施工含水率及平衡含水率进行分析,结合增湿变形量的研究结论,得出用于路堤内部的含水率变化处于对膨胀变形量影响较大的区间,路堤填筑时需严格控制土体的施工含水率。
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  坡顶局部荷载作用下非均质边坡稳定性上限法分析

  李承超, 姜朋明, 周爱兆

  长江科学院院报. 2018, 35(12): 118-122. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170683

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  当坡顶作用局部荷载时,潜在滑裂面可能不通过坡趾,而是在坡面上发生局部失稳破坏。针对黏聚力随深度线性变化的非均质边坡,引入黏聚力比例因子,推导了坡顶局部荷载作用下非均质边坡极限分析上限法相关计算公式,建立了安全系数与滑裂面起始角、终止角以及临界高度的关联函数,将理论公式转换为多元函数的极小值问题,并给出最优解。主要分析了比例因子和局部荷载对边坡稳定性的影响,结果表明:比例因子对安全系数和滑裂面临界高度影响显著;坡顶局部荷载主要控制着边坡的破坏范围,对边坡的安全系数同样有着一定的影响。
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  长期循环荷载作用下粉质黏土动力特性及相关模型修正

  赵强, 陈勇

  长江科学院院报. 2018, 35(12): 123-128. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170656

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  循环荷载长期作用特征直接影响着粉质黏土的动力变形特性及土体结构的稳定性。运用SDT-10型动三轴仪对饱和粉质黏土进行高达20 000次的循环振动,分别控制固结围压、动应力比和振动频率,研究不同荷载条件下粉质黏土的塑性应变、残余孔压特性。研究结果表明:3项荷载条件都对土体的累计塑性变形和残余孔压有至关重要的影响。累计塑性应变在动力荷载持续作用下不断累积,曲线呈现出S型和J型,运用改进的种群增长模型以及改进的指数模型分别能很好拟合累计塑性应变随振动次数的发展规律,随围压、动应力比的增长呈正相关变化,随频率的增加呈反比下降。残余孔压比在正弦波的振动下不断增大,运用改进Seed孔压模型能在一定程度上模拟残余孔压变化规律,随动应力比、频率的增加而增大,随围压的增加而减小。研究成果深化了动力条件下黏土变形特性的认识,为循环荷载长期作用下土体的强度衰减和变形预测提供借鉴和参考。
水工结构与材料
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  橡胶混凝土与普通混凝土的粘结劈拉强度

  马莹, 任小扶, 曹宏亮, 袁群, 乔连朋, 吴欢欢

  长江科学院院报. 2018, 35(12): 129-132. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170685

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  对橡胶混凝土与普通混凝土粘结劈拉强度进行试验研究,为橡胶混凝土在工程应用中的质量安全提供理论支持和技术保障。试验选用2种橡胶颗粒粒径、5种橡胶颗粒掺量及其经复合改性后配制橡胶混凝土作为新浇混凝土,普通混凝土作为老混凝土,并选用3种界面剂进行橡胶混凝土与普通混凝土的粘结劈拉强度试验,研究了橡胶颗粒粒径、橡胶颗粒掺量、复合改性和界面剂对粘结劈拉强度的影响。结果表明:橡胶颗粒粒径对橡胶混凝土与普通混凝土的粘结劈拉强度的影响因界面剂不同而有所差别;随着橡胶颗粒掺量增加,橡胶混凝土与普通混凝土的粘结劈拉强度先升后降,在一定掺量下达到最大值;橡胶混凝土与老混凝土的粘结劈拉强度都小于新浇橡胶混凝土整体劈拉强度,涂刷水泥净浆界面剂与不涂刷界面剂对于普通新老混凝土粘结时劈拉强度有较大差别,但对于橡胶混凝土与老混凝土粘结时劈拉强度相差不大,涂刷新型改性环氧界面剂时粘结劈拉强度最大。橡胶颗粒经复合改性后,橡胶混凝土与普通混凝土的粘结劈拉强度较未改性前有所提高。综上所述,新型改性环氧界面剂具有较好的粘结效果,可显著提高橡胶混凝土与普通混凝土的粘结劈拉强度。
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  两种低热与中热硅酸盐水泥混凝土热力学特性对比分析

  樊启祥, 杨华全, 李文伟, 汪志林, 陈霞

  长江科学院院报. 2018, 35(12): 133-137. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20180044

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  结合白鹤滩水电站大坝主体混凝土,全面对比了2种低热与中热硅酸盐水泥混凝土的抗压强度、干缩率、自生体积变形和绝热温升等热、力学特性。研究结果表明:采用相同水胶比和粉煤灰掺量时,低热硅酸盐水泥混凝土的7,28 d龄期抗压强度、劈拉强度、极限拉伸值、抗压弹模均低于中热硅酸盐水泥混凝土,90 d龄期时2种水泥混凝土的强度基本相当,180 d龄期时低热硅酸盐水泥混凝土超过中热硅酸盐水泥混凝土;2种水泥混凝土的干缩率较接近,低热硅酸盐水泥混凝土的28 d绝热温升比中热硅酸盐水泥混凝土低2.0~3.5 ℃,2种水泥混凝土的自生体积变形均表现为微膨胀。综合比较认为,该低热硅酸盐水泥混凝土的抗裂性能优于中热硅酸盐水泥混凝土。
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  钢渣粉-水泥复合体系水化热及动力学研究

  高志扬, 王圣文, 吕兴栋, 李响, 蒋科

  长江科学院院报. 2018, 35(12): 138-142. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170709

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  为了研究钢渣粉对水泥水化的影响,通过水化热和水化动力学模拟,研究了钢渣粉掺量及细度对水泥早期水化进程及反应机理的影响。结果表明:与纯水泥相比,细钢渣粉缩短诱导期,粗钢渣粉延长诱导期;细钢渣掺量为15%时,加速期缩短,细钢渣掺量超过15%时,加速期延长;钢渣比表面积增大或掺量增加,第3放热峰提前;总放热量随钢渣掺量增加而降低,随比表面积增大而提高;结晶成核与晶体生长控制加速期,钢渣粉掺入会降低反应阻力,且反应阻力随着钢渣粉掺量的增加,先降低后略微增大;粗钢渣粉-水泥复合体系的反应阻力大于细钢渣粉-水泥复合体系;稳定期反应进程受扩散控制,扩散阻力随着掺量增加先增大后降低;钢渣粉比表面积增大,扩散阻力增大。研究成果为钢渣粉-水泥复合体系水化动力学进一步的研究提供了基础。
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  不同掺量粉煤灰混凝土热膨胀系数的确定

  赵志方, 陈建平, 王卫仑

  长江科学院院报. 2018, 35(12): 143-147. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20180019

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  为解决标准试验方法难以测定大坝混凝土早期热膨胀系数的难题,采用温度-应力试验,以等效龄期为桥梁计算得到粉煤灰掺量分别为35%,80%的2种常态大坝混凝土的温度差与应变差曲线,并分段进行线性拟合,确定粉煤灰混凝土的早龄期热膨胀系数。结果表明:①2种粉煤灰混凝土在硬化初期热膨胀系数值在(20～30)×10^-6/℃范围内变化,而后期则稳定在(4.6～10.0)×10^-6/℃;②高掺粉煤灰混凝土的热膨胀系数低于基准混凝土(即35%粉煤灰掺量混凝土),更有利于大坝混凝土的抗裂;③基于已确定的热膨胀系数,建立热膨胀系数模型,可较好地反映混凝土早期热膨胀系数发展规律,并用于计算2种混凝土的温度变形。
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  极旱、大温差地区养护方式对混凝土桥墩性能的影响

  刘建勋, 赵文斌, 张戎令, 芮雪, 赵永鹏, 康健

  长江科学院院报. 2018, 35(12): 148-153. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170348

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  为研究极旱、大温差地区不同养护方式及不同养护天数下混凝土桥墩的强度及抗渗性、微观孔结构之间的关系,选择4种养护方式及3个养护天数(7,14,28 d)对试验桥墩进行了研究。在龄期28 d时对混凝土桥墩的强度、抗渗性和微观孔结构进行了测试和分析,结果表明:按照自然养护、土工布养护、新材料养护、标准养护的顺序最可几孔径及多害孔不断减小,抗渗性逐渐增强;随着养护天数的增加,混凝土的抗渗性、强度、多害孔逐渐下降;养护天数>14 d时,混凝土桥墩各项性能良好,建议养护天数为14 d;新材料养护优于土工布养护,在极旱、大温差地区养护方式的保湿效果越好混凝土桥墩的抗渗性及强度越高。
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  不同排架模拟方法对水电站厂房振动特性仿真结果的影响

  马玉岩, 侯攀, 张志军, 刘建

  长江科学院院报. 2018, 35(12): 154-158. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170467

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  水电站地面厂房发电机层楼板高程以上存在排架结构。为研究厂房上部排架简化模拟方法对厂房振动特性仿真结果的影响,运用ANSYS软件建立了3种有限元模型,分析了厂房的自振特性和机组振动荷载作用下的响应特点。研究表明:在开展水电站地面厂房的自振特性分析时,当主要期望了解楼板、立柱等结构的自振特性时,为简化计算,可以将发电机层楼板高程以上的排架结构采用质量单元来模拟,或者直接省略掉,均不会对结果造成较大影响;在机组振动荷载作用下,排架结构的振幅和动应力并不是厂房结构中最大的部分,除非要了解排架结构的振幅和动应力,否则均可以将排架结构进行简化处理,该简化处理对厂房结构振幅和动应力的影响程度不大。
信息技术应用
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  ICESat/GLAS水面回波波形分析及判定

  黄甜

  长江科学院院报. 2018, 35(12): 159-162. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20171167

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  正确识别水面上的观测值,对于利用ICESat/GLAS卫星激光测高数据监测内陆水系和确定海冰覆盖区的海面高的研究具有重要意义。通过对ICESat/GLAS在水面的回波波形特性的分析,并考虑波形饱和与大气前向散射对波形的影响,提出了根据GLA14数据中提供的回波波形参数识别ICESat/GLAS水面测高数据的方法。测试结果表明,该方法的正确率可达90%以上,可以为内陆水体监测提供有效的支持和帮助。