2019年, 第36卷, 第11期　
刊出日期：2019-11-01

  

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  长江科学院院报. 2019, 36(11): 0-0.

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专家特约稿
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  废旧轮胎加筋土性能试验研究

  李丽华, 余长道

  长江科学院院报. 2019, 36(11): 1-6. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20190233

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  为了研究废旧轮胎加筋对土体强度以及边坡稳定性的影响,采用室内试验,首先进行固结排水剪切三轴试验,研究了废旧轮胎加筋素砂土的应力-应变关系和土体抗剪强度指标变化规律;其次进行路堤模型试验,对比分析了土工格室单一加筋、废旧轮胎-土工格室复合加筋2种加筋形式对路堤边坡稳定性的影响效果差异。结果表明:轮胎加筋明显提高了土体抗剪性能,并且轮胎加筋层数越多,试样抵抗变形能力越好,强度越大;废旧轮胎-土工格室复合加筋优于土工格室单一加筋效果,能显著减少路基边坡沉降、侧向位移和附加应力峰值,有效改善路堤边坡稳定性。最后讨论了轮胎加筋与土工格室加筋机理的异同。试验研究结果为废旧轮胎加筋土应用于岩土工程的边坡稳定处理提供了理论基础。
水资源与环境
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  长江流域陆地生态系统NDVI时空变化特征及其对水热条件的响

  应袁喆, 喻志强, 冯兆洋, 许继军, 尹军, 鄢波, 雷恒

  长江科学院院报. 2019, 36(11): 7-15. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20180149

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  为辨识长江流域陆地生态系统植被的时空变化特征及其对水热条件的响应,根据长江流域2000—2015年MODIS NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)资料和气象资料,利用时间序列分析技术研究长江流域及主要陆地生态系统NDVI和水热条件的年际变化及相关性特征。结果表明:①近16 a来,全流域及主要生态系统NDVI均呈现出显著的增加趋势,农田、森林、水体与湿地生态系统NDVI增长率较大;②降水量整体略微增加,具有明显的空间差异性,积温(≥10 ℃)增加明显,且在空间上普遍呈现出增加的趋势;③受气候条件和生态系统类型差异性的影响,不同水热条件分区上NDVI与降水量和积温(≥10 ℃)的相关性有所差别,但整体而言,由于长江流域水量相对丰沛,降水量并不是长江流域植被生长的限制性因子,降水量与NDVI相关性并不显著,但对于森林、草地和荒漠生态系统而言,植被NDVI与积温呈现出较为明显的正相关关系,表明热量条件是长江流域植被生长的限制性因子。研究成果可为长江流域主要陆地生态系统变化的监测和预测提供一定的数据和技术支撑。
防洪减灾
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  基于SCS和GIS的不同降雨情景城市内涝过程模拟方法

  陈思, 杨胜梅, 马琨

  长江科学院院报. 2019, 36(11): 16-20. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20180340

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  针对城市暴雨内涝灾害频发的现状,基于城市暴雨强度公式、芝加哥降雨过程线模型、SCS(Soil Conservation Service)产流模型以及基于地理信息系统软件ArcGIS的局部等体积法,提出一种关于城市暴雨内涝过程的模拟方法。选取武汉市内涝灾害严重的汤逊湖流域作为研究对象,使用该方法对流域内多种重现期暴雨内涝量的积水高程和积水淹没范围进行模拟。结果表明:汤逊湖流域内产生的内涝较为严重,10 a一遇的暴雨即可对低洼地区造成轻微内涝;不同重现期暴雨产生的积水区域基本是一致的,但重现期越长的暴雨产生的积水高程越深,淹没范围越广,对周边造成的影响越大。该研究成果对城市暴雨内涝的预防与治理具有借鉴和参考价值。
工程安全与灾害防治
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  大型渡槽实测钢筋应力定量与可靠性分析

  王嵛, 黄耀英, 刘钰, 肖磊, 袁斌

  长江科学院院报. 2019, 36(11): 21-26. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20180387

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  虽然基于大型渡槽实测资料建立数学监控模型可以有效地分析渡槽工作性态,但大型渡槽的工作状态复杂,而数学监控模型易受经验性和多重共线性的影响,导致钢筋计实测应力的可靠性难以判断。结合某大型渡槽实测资料,对该渡槽1号、2号钢筋计建立实测钢筋应力统计模型和混合模型,然后分别采用逐步回归法和复合形优化算法对上述模型进行参数估计,进而对比分析不同模型分离出的水压分量。分析表明,虽然该渡槽2号钢筋计实测应力具有一定的规律,但不同分析方法分离出的水压分量变化规律均不符合一般力学规律,由此认为该钢筋计测值异常,不具有可靠性,故该钢筋计测值不可用于分析渡槽的实际工作性态。
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  云盘头滑坡变形破坏机制研究

  张灵熹, 陈筠, 刘恋嘉, 王麒, 池昌峰

  长江科学院院报. 2019, 36(11): 27-33. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20171097

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  缓倾顺层岩质边坡由于其岩层倾角较缓,具有不易察觉其失稳且识别难度大的特点。以一个典型的缓倾顺层岩质边坡(贵州云盘头滑坡)为例,基于工程地质勘察,建立边坡地质模型,并结合底摩擦试验、二维离散元和有限元模拟等方法,探讨云盘头滑坡的变形破坏机制。结果表明:云盘头滑坡的变形破坏过程可分为微裂纹发育阶段、裂纹拓展阶段、滑体变形阶段与完全破坏阶段,并在坡脚存在关键块体;滑坡形成的主要原因是,坡体经过开挖导致软弱夹层出露,坡体内部发育垂直于软弱夹层的拉裂纹并将滑体分割成块体,随着坡脚关键块体向临空面滑移,后部次级块体随之移动并产生多米诺骨牌效应导致坡体发生整体滑移,变形模式属于典型的滑移-拉裂式。研究成果为探究缓倾顺层岩质边坡的失稳破坏有现实意义。
水力学
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  综合式消力池坎高与池深组合消能计算方法

  黄朝煊, 丁羲楠

  长江科学院院报. 2019, 36(11): 34-39. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20180140

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  现有底流消能计算中,综合式消力池坎高与池深组合计算的传统试算法十分繁琐,特别是坎上淹没系数计算需多次反复查表试算。为解决这一问题,通过无量纲原理、数学推导及MatLab软件数值分析,给出了坎上淹没系数简洁的高精度解析计算式,并通过对比分析得到该解析计算式最大相对误差仅为0.405%;同时还给出了跃后共轭水深的高精度解析计算式。在考虑消力池深与消力坎的组合消能影响下,给出简洁的无量纲消力坎坎高的解析计算式,并通过MatLab软件给出了无量纲坎高随无量纲单宽流量、下游水深以及消力池池深之间的二维曲面关系图,依据大量数值计算成果,给出了最不利消能工况下的坎高极值计算式。最后通过2个实例计算对比,可见所提出的简洁算法精度高且方便快捷,为工程实际设计提供了参考。
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  大样本数据模型方法在中小河流流量测验中的应用

  曹浩, 汪成刚, 李吉涛

  长江科学院院报. 2019, 36(11): 40-44. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20190303

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  目前大部分中小河流采用传统流量测验方法,如流速仪法、浮标测流法、指标流速法、比降面积法等,这些方法存在投入大、测量过程耗时的问题。结合传统断面流量计算理论和最新表面流速测验技术,提出了通过表面流速、断面水位大样本数据输入,确立河道断面水位-流量关系曲线的方法。该方法可以通过少量实测中高水位、流量数据,基于大样本数据输入模型计算流量,从而快速分析河道水位-流量关系特性,拟合出水位-流量关系曲线。与传统方法相比,该方法减少了拟合水位-流量关系曲线需进行的流量测量工作量,减少了测量过程带来的误差,从而提高了测量精度。该方法的优势体现为操作简单、精度高、成本低。
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  斜向进水消力井淹没射流水力特性机理分析

  焦萱, 邱勇, 阮合春, 余远浩, 王尚今

  长江科学院院报. 2019, 36(11): 45-49. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20180801

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  云南地处高原山区,水文气象条件各异,地形陡峻、工程地质条件复杂,在常规消能工无法布置的情况下,消力井是一种可行的选择。对于斜向进水消力井,其水力特性未见更多研究。针对一定纵坡条件下斜向进水消力井井内淹没射流,基于井内水流紊动射流分区,对淹没射流条件下的水股作用力进行机理分析,推导得出了斜向进水条件下圆形消力井射流沿程最大流速及冲击区井壁时均作用力表达式;进而结合水力学试验进行了一定纵坡下的半经验公式参数率定。研究成果可为类似工程的设计提供参考。
岩土工程
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  某水电站坝肩边坡碎裂松动岩体发育特征及开挖变形响应分析

  郑达, 王宇, 姚青, 李文龙

  长江科学院院报. 2019, 36(11): 50-56. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20180336

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  以澜沧江某水电站左坝肩边坡为研究对象,通过野外调查发现,坡体广泛发育一类同时具有碎裂结构和显著松动变形的特殊岩体,由此提出了碎裂松动岩体的概念。对其发育特征进行研究后发现,碎裂松动岩体不仅具有从坡表往里依次呈现出散体-碎裂-块裂的结构特征,而且其发育深度与极强卸荷带也具有较好的对应关系。鉴于此,提出了其划分标准:将具有散体-碎裂-块裂结构的岩体深度作为其结构上的发育深度,而极强卸荷带发育深度则作为其卸荷上的发育深度,取二者的平均值作为最终的发育深度。为了验证利用该标准划分的结果能够指导边坡开挖,采用UDEC进行模拟,结果表明:边坡开挖后,整体变形小、稳定性较好,仅局部开挖面附近出现小规模的危岩体。建议沿划分的碎裂松动岩体发育深度对该边坡进行开挖,2 880 m高程上、下开挖坡比分别为1∶1.5和1∶1。通过碎裂松动岩体的划分,能够为此类特殊的边坡岩体合理的开挖深度的确定提供参考。
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  含水砂岩三轴蠕变力学特性试验研究

  张春梅, 崔广芹, 鲍先凯

  长江科学院院报. 2019, 36(11): 57-61. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20180504

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  巷道顶板在水的作用下具有较强的蠕滑特性,对矿井开挖与生产造成巨大威胁。采用YSJ-01-00岩石三轴流变试验机开展巷道顶板砂岩三轴压缩蠕变试验,研究砂岩在不同含水条件下的蠕变力学特性。试验结果表明:①随着饱水时间的增长和应力水平的提高,瞬时应变和蠕变量都呈递增趋势;②随着含水状态的增强,初始蠕变速率和稳态蠕变速率都逐渐增大,稳态蠕变速率与应力水平呈幂函数关系;③对比分析2种不同的长期强度求取方法,天然状态、饱水1 d和饱水5 d条件下砂岩的长期强度分别为其瞬时强度的64.12%,62.08%,59.34%,砂岩在水的作用下长期强度衰减加剧。
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  基于现场试验数据分段的岩基抗剪强度参数概率统计分析方法

  赖国伟, 周伟, 李佳男, 徐建强

  长江科学院院报. 2019, 36(11): 62-68. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20190140

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  依据精度相近亦即试块数相近原则对现场抗剪试验数据适当分段,基于数理统计理论,首先推导并提出了由现场抗剪试块正应力和剪应力直接计算岩基摩擦系数与凝聚力统计参数的新公式;然后根据岩基抗剪试验特点,结合概率论随机模拟方法与线性代数正交变换理论,提出了一种验证试块法的计算机随机模拟测评方法。该方法也可应用于其他考虑了试块抗剪强度离散性的摩擦系数与凝聚力概率统计方法的验证。通过应用该计算机随机模拟测评方法,对有关试块法进行了验证分析,论证了提出的新公式的正确性,探讨了本文试块法所需的最少试块数量。最后还进行了一系列具体工程抗剪强度参数的统计计算分析,给出了摩擦系数与凝聚力的若干统计特点。
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  山西典型黄土崩塌破坏模式及其早期辨识

  刘向御

  长江科学院院报. 2019, 36(11): 69-75. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20181280

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  针对黄土崩塌隐蔽性、突发性的特点,旨在实现黄土崩塌的早期辨识及预判,并提出相应的应急防治措施。通过对山西典型黄土崩塌破坏模式进行分类总结,归纳了黄土崩塌不稳定界面及相应的诱发因素,提取了黄土崩塌早期辨识特征因子;通过综合指数法对崩塌危险性进行了半定量分析;按照量化评价标准,对黄土崩塌危险性进行分级;根据不同的危险性级别,采取相应的应急防治措施;突出变形迹象对黄土崩塌的贡献,实现优先判别。研究表明:①黄土崩塌的变形破坏主要集中于4种岩土体结构组合、5个典型破坏接触面;②黄土崩塌危险性可划分为高、中、较低、低4个级别,对应应急避让、临灾监测、应急调查、勘查、治理等防治措施;③变形迹象评分结果达到判定级别“危险性高”时,可直接介入地质灾害预警预报措施。
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  基于颗粒流的多级旋扩桩承载特性宏细观研究

  黄生根, 付明, 胡然, 李忠爽, 沈佳虹

  长江科学院院报. 2019, 36(11): 76-82. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160988

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  基于二维离散元软件PFC^2D模拟多级旋扩桩在单桩竖向受荷条件下的静载试验,揭示多级旋扩桩的承载特性以及桩-土相互作用规律。研究结果表明:①在加载过程中,随着荷载的增大,上部桩身侧摩阻力、桩身扩径段阻力、桩端阻力是依次发挥承载能力作用的;②在加载过程中,当荷载较小时,荷载主要由桩身侧摩阻力承担,随着荷载逐步增大,桩身扩径段分担荷载的比例快速增大,当荷载继续增大,荷载增加的部分主要由桩端阻力承担,此时桩端阻力分担荷载的比例快速增大;③在加载过程中,随着荷载的增大,桩周土体的孔隙率、土颗粒之间的配位数、土体水平向应力、土体竖直向应力,以及桩周土颗粒的位移均呈有规律的变化。
  
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  上埋式涵洞基础埋深效应下的地基承载力研究

  冯忠居, 李少杰, 郝宇萌, 董芸秀, 方元伟, 胡海波, 潘放, 李军

  长江科学院院报. 2019, 36(11): 83-90. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20180316

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  为探明上埋式涵洞基础埋置深度对地基承载力的影响,基于太沙基理论与顾安全公式,推导了适用于上埋式涵洞的地基承载力公式。利用有限元软件,分析了地基土的荷载-沉降(P-S)曲线随填土高度的变化规律,确定地基承载力容许值,将不同计算方法得出的地基承载力容许值与有限元计算值进行对比分析,同时分析了涵顶和基底土压力随填土高度的变化规律,探讨了不同计算方法下地基土的抗剪强度对地基承载力的影响,通过工程实例验证本文公式的合理性。研究结果表明:①涵洞侧填土增强了地基土的抗剪强度,使涵洞地基承载力得到提高,其提高程度受到涵洞侧填土附加土压力的影响;②随着地基土的内摩擦角和黏聚力的增加,地基承载力分别呈非线性和近似线性增长趋势,且内摩擦角对地基承载力的影响程度明显大于黏聚力;③本文公式计算的地基承载力与有限元计算值符合较好,且本文公式得出的地基承载力远远大于涵洞基底土压力,符合现场涵洞地基处于安全状态的实际情况。研究成果可为确定上埋式涵洞地基承载力提供理论支撑。
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  压实条件对膨胀土裂隙发育影响的试验研究

  刘观仕, 陈永贵, 张贵保, 曾宪云

  长江科学院院报. 2019, 36(11): 91-97. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20180284

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  裂隙是影响膨胀土力学特性的重要因素之一。以河南南阳地区高速公路路用膨胀土为研究对象,通过制备不同初始含水率和压实度的大尺寸压实膨胀土土样,观察压实膨胀土在脱湿过程中的表面裂隙发育,并拍摄数码图像,然后利用基于MatLab自编程序的改进裂隙图像特征参数提取方法对图像进行定量化分析,获得裂隙的各种特征参数,进而探讨膨胀土表面裂隙发育的相关规律。研究结果表明:压实膨胀土脱湿开裂过程可分为细小裂隙发育、主裂隙发育及裂隙回稳3个阶段;初始含水率越高,膨胀土表面裂隙发育速率越快,发育程度越高,持续时间越长;初始压实度越大,膨胀土表面裂隙率和裂隙总长越小,但宽度较大。上述裂隙发育规律可用表面蒸发和土体内部水分传输机理进行解释。
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  地形地貌条件对边坡动力响应规律的影响

  唐为民, 马淑芝, 刘小浪, 赵轩

  长江科学院院报. 2019, 36(11): 98-103. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20180443

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  为研究边坡地形地貌条件对土质边坡动力响应规律的影响以及边坡地震反应机理,利用地震模拟振动台,建立不同坡面形态条件下的土质边坡模型进行振动台模型试验。试验结果表明:土质边坡地震动力响应具有高程放大效应,边坡加速度峰值(PGA)放大系数会随高程增加而增大,水平方向坡内土体较坡面土体对地震动荷载放大更为显著;土质边坡地形地貌条件对地震动荷载放大作用有较大影响,边坡坡度越大,边坡形态越复杂,其对地震动荷载放大效应越显著,边坡土体的变形破坏也越显著。
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  蓄水期大岗山右岸抗剪洞加固及其效果分析

  刘兴宗, 唐春安, 孙润

  长江科学院院报. 2019, 36(11): 104-109. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20180288

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  为研究蓄水期大岗山水电站右岸边坡抗剪洞的加固机理和加固效果,首先根据微震监测结果分析了蓄水过程中抗剪洞及周围岩体的微震活动性,圈定了蓄水期右岸边坡内部主要损伤区域;然后利用真实破裂过程分析方法(RFPA)模拟蓄水过程,得到了蓄水过程中边坡的应力场、位移场,对抗剪洞在蓄水过程中的微震活动性作出解释;最后,利用数值模拟方法分析了蓄水过程中抗剪洞的加固作用机理,评价了抗剪洞加固措施在蓄水过程中的加固效果。研究表明:抗剪洞能够提高边坡的抗剪能力,但随着其布设的高程降低,这种加固效果越来越弱;蓄水过程中,抗剪洞表现出了宏观剪切、微观拉裂的破坏形式。
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  基于数量化理论Ⅲ的地铁深基坑变形影响因素分析

  王飞

  长江科学院院报. 2019, 36(11): 110-114. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20180405

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  为实现地铁基坑变形影响因素的客观评价,以30个基坑实例为工程背景,采用数量化理论Ⅲ分析不同因素对基坑变形的影响程度。利用不同条件下的样品得分来判断各影响因素间的耦合强度;通过构建不同输入层条件的BP神经网络来评价数量化理论Ⅲ对基坑变形影响因素筛选的准确性。分析结果表明:基坑变形的主导因素包括渗透系数、基坑深度、支撑间距和嵌固深度,重要因素包括内摩擦角、黏聚力、基坑长度、基坑宽度和地下水位,一般因素包括天然重度及支护结构刚度;基坑变形影响因素间存在一定的耦合度,且多以中、低耦合强度为主;优化BP神经网络较传统BP神经网络具有更高的预测精度。验证了数量化理论Ⅲ对基坑变形影响因素筛选的准确性,证明了数量化理论Ⅲ在基坑变形影响因素分析中的适用性和有效性,为基坑变形控制提供一定的参考依据。
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  桩基侧阻力快速确定方法讨论

  穆锐, 郭建强, 黄质宏

  长江科学院院报. 2019, 36(11): 115-119. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20180199

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  桩土(岩)耦合机理是一个非常复杂的力学问题。通过将桩土(岩)复合体看作由不同刚度地质材料组成的层状体,由桩土(岩)界面变形协调条件(界面分离瞬间,土(岩)、桩变形相差n倍),基于连续介质理论建立了快速确定桩基侧阻力的模型。研究结果显示:①桩基侧阻力随土(岩)、桩弹性模量比值E_s/E_p增大而提高,且E_s/E_p越大,侧阻力变化越明显;②挤土效应越明显,侧阻力降低越明显;③采用快速确定桩基侧阻力模型对工程试桩试验数据进行验证,结果表明,利用该模型对类似场地桩基的侧阻力进行预测是可行的、有效的。
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  被动区花岗岩残积土弱化对深基坑的影响

  苏华, 郝勇

  长江科学院院报. 2019, 36(11): 120-124. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20180180

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  花岗岩残积土遇水软化崩解不仅造成施工困难,也给基坑自身安全及周边环境保护带来极大风险。为了研究坑底被动区花岗岩残积土遇水软化崩解对基坑的影响,以花岗岩残积土地区某地铁车站深基坑为对象,运用PLAXIS有限元软件,系统地开展了土体弱化及弱化深度对基坑变形受力影响的有限元计算。结果表明:围护结构水平位移最大值、踢脚变形、地表沉降最大值均随着坑底土体弱化深度的增加而增大,当弱化深度较小时,上述值增长幅度较小,当弱化深度较大时,上述值急剧增大;此外,围护结构水平位移最大值位置及最大弯矩会随着土体弱化深度的增加而增大,临近坑底支撑会随土体弱化深度的增加而承担较大的转移压力。因此,在花岗岩残积土地区基坑工程施工过程中,需减少坑底土体弱化深度,避免土体大范围弱化。研究结果可为其他类似工程施工决策提供参考。
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  地震作用下土工格栅加筋高土石坝的稳定性分析

  马驰, 朱亚林, 彭雪峰

  长江科学院院报. 2019, 36(11): 125-131. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20180466

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  针对拟静力法得到最小安全系数评价边坡稳定性的局限性,通过有限差分软件FLAC^3D的二次开发平台,用FISH语言开发一个安全系数时程的计算方法。建立三维模型,使用修正的Mohr-Coulomb本构模型,通过安全系数时程分析土工格栅加筋高土石坝的坝坡稳定性。改变格栅的材料强度、格栅长度以及格栅的铺设间距等参数,研究格栅参数对安全系数的影响,确定土工格栅的最佳铺设方法。结果表明:动力安全系数时程图不仅可以从时程上分析安全系数,还可以分析坝坡破坏的起始时间;土工格栅弹性模量为2.5 GPa、满铺间距为4 m时加固效果最佳。根据模拟结果提供的土工格栅铺设方法加固双江口堆石坝,对比可研报告,模拟结果与报告规律基本一致,验证土工格栅铺设方法的合理性,模拟效果较好。
水工结构与材料
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  水泥基材料接触溶蚀的三维有限元数值模拟

  贾攀, 佘成学

  长江科学院院报. 2019, 36(11): 132-139. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20180448

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  数值模拟方法是研究水泥基材料接触溶蚀问题的有效手段,但三维有限元数值模拟问题一直还未得到有效解决,为此,笔者开展了如下研究:①基于质量守恒定律,推导钙离子传输控制方程,并结合固液平衡关系曲线、孔隙率演化模型与有效扩散系数演化模型建立三维钙溶蚀数学模型;引入离子交换边界条件考虑接触边界浓度变化,为钙溶出量计算提供依据;②根据Galerkin有限元方法导出有限元计算格式,实现模型数值求解;通过算例验证,检验三维接触溶蚀模型及程序的正确性。结果表明:该三维模型能够用于模拟水泥基材料发生的多维溶蚀;针对圆柱体试件开展三维溶蚀数值试验,得到了各溶蚀特征量的时空分布规律;在三维状态下,接触溶蚀发展呈现出由表及里,各处溶蚀速率由快到慢,径向溶蚀速率大于轴向溶蚀速率的总体特征。研究结果为水泥基材料的溶蚀影响分析提供了理论基础及方法。
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  空间差异性下沥青混凝土心墙坝应力与变形的随机有限元分析

  郭晴, 刘东海, 陈辉

  长江科学院院报. 2019, 36(11): 140-146. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20180488

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  以往沥青混凝土心墙坝有限元分析通常采用筑坝材料的设计值进行计算,但实际施工质量的不确定性,使得筑坝材料在空间上表现出差异性。在考虑坝体与覆盖层材料空间差异性的情况下,提出了基于随机有限元沥青混凝土心墙坝应力、变形不确定性的分析方法。利用蒙特卡罗方法,得到了沥青混凝土心墙坝应力、变形的分布规律,并与设计工况下的有限元结果对比,确定考虑空间差异性对坝体与心墙应力、变形的影响以及应力、变形的超标概率。经分析发现:采用确定性的分析方法会有50%的可能性低估坝体最大沉降;43%的可能性低估坝体大主应力最大值;空间差异性下心墙不同位置处的沉降均有50%的超标概率,并且其下部的主应力超标概率会更大。分析成果可为大坝安全分析与设计优化提供依据,也为大坝的精细有限元分析提供了新的途径。
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  不同棉秆形态对棉秆-EPS砌块物理力学性能的影响

  吴刚, 安巧霞, 薛岩, 余杰, 白志豪, 程雪君, 张仁海

  长江科学院院报. 2019, 36(11): 147-151. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20180346

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  为获取力学性能良好的棉秆-聚苯乙烯(EPS)砌块,以棉秆长度和粒径为指标,将棉秆分为屑沫、碎屑以及纤维3种形态,研究不同棉秆形态对棉秆-EPS砌块物理力学性能的影响。结果表明:棉秆形态对砌块早期力学性能影响不显著;28 d龄期后的砌块,配合比一定时,当棉秆长度和粒径较小时(屑沫),砌块的抗压强度、抗劈裂强度及轴心抗压强度最大,分别为6.95,0.93,6.88 MPa;而棉秆粒径增大时(碎屑),其砌块的抗压强度、抗劈裂强度及轴心抗压强度均降低;当棉秆较长为纤维状态时,砌块的抗折强度和弹性模量均最大,分别为1.44 MPa和80.42 MPa,但棉秆纤维长度的增加会增大砌块的吸水率。说明棉秆的形态可有效改变棉秆-EPS砌块的物理力学性能,在应用时可根据工程的需要选择不同的棉秆形态。成果为植物纤维生态砌块的应用提供一定的理论依据。
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  黏度时变水泥稳定碎石材料抗冻性能试验研究

  张祺, 裴向军, 张晓超, 高会会, 冉耀

  长江科学院院报. 2019, 36(11): 152-156. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20180491

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  为研究水泥稳定碎石材料在高寒山区的路用性能,选用自主研发的黏度时变(SJP)浆材作为水泥稳定碎石材料的胶结材料,采用无侧限抗压强度试验、冻融循环试验研究SJP水稳材料的力学性能,并结合电镜扫描(SEM)方法讨论SJP水稳材料的抗冻融机理。研究结果表明:SJP水稳材料较普通水稳材料早期强度增长快、后期强度略高,SJP助剂可以降低材料冻融后的质量损失率,提高其抗冻系数; SJP浆液在助剂的作用下,C-S-H增多与纤维状水化衍生物相结合,黏结力提高使得骨料结合更加紧密,从而有效地减缓水稳材料在冻融条件下损伤的积累,提高了道路基层的耐久性能。研究结果为提高高寒地区早期强度、减少在大温差条件下裂缝产生的路基材料选用提供了参考。
信息技术应用
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  采用MiniUI框架的综合管理信息系统的设计与实现

  宋蒲斌, 杨君, 刘佩

  长江科学院院报. 2019, 36(11): 157-161. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20180776

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  为了应对复杂多变的办公环境和业务需求,解决现有办公自动化(Office Automation,OA)系统遇到的开发任务重、前台脚本繁琐、系统兼容性差等问题,提出了一种采用MiniUI作为前端框架的办公系统设计方法。基于MiniUI提供的丰富的控件库,系统实现了“配置”代替“编码”的方式设计前台脚本,极大地减少了代码量、缩短了开发周期。在应用中,综合管理信息系统不仅实现了快速开发,而且具有良好的兼容性。
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  海量视频流与三维场景实时集成技术

  叶松, 陈喆, 阚红涛

  长江科学院院报. 2019, 36(11): 162-166. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20180217

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  为将视频监控实时投影到工程建设三维场景,研究海量视频流与三维场景实时集成的解决方案,针对多路视频流,通过视频流解码技术获取多路视频影像序列,再联合监控地区的三维模型,通过模型配准来估算视频探头姿态,并完成视频纹理映射;采用多路视频纹理融合技术消除多路视频间的色差接缝,真实还原监控现场的动态信息。实验表明本文方法可将多路视频统一到三维场景之中进行实时映射,实时记录工程现场的真实图像,便于掌握监控现场真实信息,为监控现场安全防护、突发性灾害预警与救援提供依据。
仪器设备与测试技术
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  利用机载双激光测深反演近岸水体含沙量的方法

  周丰年

  长江科学院院报. 2019, 36(11): 167-170. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20190455

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  为解决利用机载激光测深(Airborne LiDAR bathymetry, ALB)波形数据估计水体含沙量(Suspended Sediment Concentration, SSC)难题,提出了一种利用ALB三维点云数据反演水体含沙量的新方法。首先,基于绿激光水面点和红外激光水面点计算绿激光水面穿透量;其次,利用实测水体含沙量及对应绿激光水面穿透量构建SSC经验模型;最后,基于构建的SSC经验模型实现了利用ALB三维点云的水体含沙量估计。实验验证了该方法的有效性,取得了优于20 mg/L的SSC反演精度,为水体含沙量信息的高精度、大区域面获取提供了一种新途径。