2022年, 第39卷, 第5期　
刊出日期：2022-05-01

  

• 全选
  |

封面与目次
• Select
  封面与目次

  长江科学院院报. 2022, 39(5): 0-0.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
专家特约稿
• Select
  水工混凝土材料研究进展综述

  李家正

  长江科学院院报. 2022, 39(5): 1-9. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210637

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  概述了长江科学院材料与结构研究所70 a来在水利水电工程混凝土材料方面的研究成果与创新。研究成果推动了水工混凝土原材料向多元化、功能化、地缘化、低碳化发展,引领大坝混凝土材料性能设计理念从强度主导向耐久性转变;为国内外众多大中型水利水电工程提供了先进的水工混凝土配合比设计;在水工混凝土裂缝控制、耐久性提升、高性能化等方面解决了诸多工程难题;积累了丰富成果和经验,促进了水工混凝土技术的进步。未来将继续聚焦重大水利工程、常规水电和风光水储等新能源开发对新材料、新技术、新工艺的需求,助力碳达峰、碳中和国家战略的实现。
流域综合管理
• Select
  河湖长制下跨界河湖联合管理保护对策研究——以太湖为例

  罗平安, 罗布, 沙志贵, 唐见

  长江科学院院报. 2022, 39(5): 10-14. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210121

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  以太湖流域为例,通过文献整理、现场调研、座谈交流等方式,梳理太湖流域生态环境现状和管理情况,总结太湖流域联合管理保护经验,分析太湖流域联合管理保护方面存在的不足。在此基础上,从推进流域整体管理保护立法、出台跨界河湖联防联控指导意见、统一规划、统一标准、加强河湖保护和治理协同作业、以水定产、绿色发展等方面,提出加强太湖流域联合管理保护的对策建议,以期能对提升太湖流域跨界综合管理与河湖长制推行水平有所帮助。
河湖保护与治理
• Select
  河床中值粒径对桥墩冲刷坑演化过程的影响

  高虎, 王秋生

  长江科学院院报. 2022, 39(5): 15-21. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210131

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  桥墩的局部冲刷导致河床形态变化和桥墩基础埋深减小是桥梁水毁的主要原因。在大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)的基础上结合水流运动方程和泥沙运动的动理学理论系统地对桥墩基础处的水流冲刷问题进行全时段全方位的三维数值模拟。得到了桥墩基础处的湍流流场流线图及河床形态变化的高程图。重点研究了水流流速和河床颗粒中值粒径对桥墩周边局部冲刷的影响。结果表明:冲刷坑的深度随着初始流速的增大而增加,且冲刷坑形成速度加快;冲刷坑的深度随着河床颗粒中值粒径的减小而增大,但是当颗粒的中值粒径小到一定程度时,由于泥沙颗粒之间的黏聚力增大导致冲刷坑的深度反而减小。
水资源
• Select
  丹江口水库兴利效益影响因素分析

  左建, 林云发, 邓山, 连雷雷, 王现正

  长江科学院院报. 2022, 39(5): 22-27. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210065

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  丹江口大坝加高后,作为南水北调中线工程水源地,其供水等兴利功能地位更为突出,而汉江上游降雨量的减少及梯级水库的调蓄,大大降低了丹江口水库的可调用水资源量。为充分发挥水库的兴利效益,通过对不同频率的来水进行调节计算,从供水满足率、年均发电量、年均弃水量3个方面计算分析起调水位、来水不确定性和汛限水位对丹江口水库兴利效益的影响。结果表明:①起调水位对来水频率＞90%的枯水年供水效益影响较大,由150 m提高至160 m,水库供水满足率可由44.38%提高至93.42%;对来水频率＜75.7%的年份其影响主要体现在发电上,起调水位越高,年均发电量越高,年均弃水量越小,起调水位由150 m提高至170 m至少可增加发电量10亿kW·h;②来水频率越大,水库供水满足率、年均发电量均越小;水库弃水和供水短缺在来水较丰时同时存在;③丹江口水库夏季汛限水位对水库兴利效益的影响比秋季汛限水位更显著;对至少有2 a为枯水年的3 a调节周期,汛限水位对弃水量的影响最明显;④兴利效益的主要影响因素为起调水位,除水库遭遇连续枯水年外,丹江口水库兴利起调水位为162 m,可满足不同水平年的供水需求。
• Select
  长江源区降水时空演变规律

  蔡宜晴, 李文辉, 于泽兴, 李其江

  长江科学院院报. 2022, 39(5): 28-35. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210013

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  基于长江源区1956—2016年8个测站的逐日降水数据,采用集中度、集中期、Mann-Kendall趋势检验和滑动T检验法等统计方法,分析了长江源区近60 a来降水量序列的空间分布特征、年际和年内变化趋势、突变和周期变化特征等。结果表明:① 长江源区降水量呈现明显的增加趋势并通过显著性检验,增加速率10.2 mm/(10 a),多年平均降水量为344.8 mm;②长江源区的降水量在时间维度上存在显著的不均匀现象,多数聚集于为6—9月份,约占全年降水量的81.1%;③长江源区的降水量序列在1997年发生显著性突变,降水量变化存在25 a左右的第一主周期,第二、第三周期分别为3 a和10 a;④长江源区内各站点年降水量增加趋势空间变异性较大,总体呈现通天河上游降水量增加速率大于下游。研究结果可为长江流域水资源可持续利用和生态安全提供重要的科学依据。
• Select
  滇中引水工程主要受水区水汽输送时空变化

  何士华, 赖毅舟, 叶凤艳, 沈春颖, 潘锋

  长江科学院院报. 2022, 39(5): 36-44. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210098

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  基于ERA-Interim再分析资料,以滇中引水工程主要受水区为研究对象,计算了受水区上空21 a水汽输送通量及水汽输送通量散度,并对其水汽输送、水汽辐合与水汽辐散等特征进行分析,研究其水汽输送时空变化特征。结果表明:研究区年平均水汽输送由西北至东南方向逐渐增加,并以纬向输送为主;水汽来源随季节移动,研究区夏季受西南风控制,水汽输送强度明显小于其他3个季节;5—7月份,研究区水汽输送强度逐渐衰减,7月份,研究区850 hPa气压层南部地区存在水汽辐合中心,450 hPa气压层西南部为水汽辐散带,在西南部易于形成降水。
水土保持与生态修复
• Select
  1975—2020年环巢湖湿地景观格局演变及驱动分析

  赵秋雨, 江鹏, 朱志强, 吴艳兰

  长江科学院院报. 2022, 39(5): 45-53. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210199

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  基于1975—2020年间7期遥感数据,分析环巢湖湿地景观格局变化,揭示研究区域的演变特征及其驱动因素。采用基于样本的面向对象分类法,辅以高分辨率影像对错分地类进行目视修正。通过计算转移矩阵、动态度和景观格局指数分析景观格局特征与动态变化,通过主成分分析讨论演变驱动力。结果表明:①1975—2020年,研究区域湿地面积总体上处于缩减状态,由971.77 km²缩减到905.29 km²,主要转换成建设用地、农用地和植被用地;人工湿地在2013—2020年面积增加至39.58 km²,主要由农用地转化而来;非湿地景观中,建设用地面积增长最快,由13.85 km²增长到566.56 km²。②在景观指数分析中,斑块数量增加,不同类型斑块指数的波动变化存在一定差异;整体上景观破碎化指数从0.49增加到1.26,景观异质性增加,研究区域趋于复杂化;多样性指数总体呈现缓慢增长趋势,趋于均衡化分布。③由驱动力分析得出,自然因素在景观格局演变前期影响显著,随着社会经济的发展,自然因素作用逐渐弱化,社会经济成为景观变化的重要驱动因素;政策因素在研究区域景观演变方向中起主导作用,随着一系列政策调控的实施,有效改善了景观类型的分布。
工程安全与灾害防治
• Select
  三峡坝前水位过程线特征参数的标定与统计特性

  何金文, 孙钧键, 程军

  长江科学院院报. 2022, 39(5): 54-62. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210129

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  三峡水位周期性振荡是影响库区滑坡变形及稳定性的重要随机变量。通过对2010—2020年三峡坝前水位过程线进行标定,获取水位过程线特征参数的边缘分布类型、分布参数和相关性。运用9条直线段拟合水位过程线,获取库水消落期与回升期的持续时间和变化速率、汛限期前后平台持时、洪峰爬升和下降时长、洪峰水位等14个特征参数。根据赤池信息准则(Akaike Information Criterion,AIC)识别特征参数的最优分布类型,并利用Bootstrap方法模拟统计不确定性。结果表明:①特征参数均值线克服了水位均值线平均时的削峰填谷现象,可作为库区涉水滑坡变形和稳定预测的的典型水位过程线。②在库水消落期的缓降和陡降、回升期的陡升和缓升4个阶段内,持续时间分别服从威布尔、极值Ⅰ型、对数正态、威布尔分布,均值分别为87.00、47.45、22.18、32.27 d;库水位变化速率分别服从极值Ⅰ型、威布尔、极值Ⅰ型、极值Ⅰ型分布,均值分别为14.53、36.75、74.33、37.88 cm/d;持时和库水位变化速率的Pearson相关系数分别为-0.67、-0.78、-0.85、-0.67。③汛期洪峰水位服从极值Ⅰ型分布,缓降持时和速度之间相关系数均值的变异性较大。研究成果可为库区涉水滑坡的风险分析提供水位信息相关统计特性。
• Select
  基于多模态分类模型的芦山地震滑坡易发性评价

  李齐荣, 苗则朗, 陈帅, 李珂, 蒲明辉

  长江科学院院报. 2022, 39(5): 63-70. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210074

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为提高地震滑坡易发性评价精度,从多模态数据融合角度提出一种新的地震滑坡易发性评价模型。以芦山地震为例,从多源数据中提取15种滑坡影响因子,将这些影响因子按4种不同类型的模态数据进行融合;以斜坡单元为评价单元,利用多模态分类模型评价地震滑坡易发性,并与逻辑回归模型比较;最后分别采用基于受试者工作特征曲线和区划滑坡灾害点密度2种精度评价方法对评价结果进行检验。结果表明,基于多模态分类模型的地震滑坡易发性评价结果具有更高的精度,其评价结果的曲线下面积、高易发区-极高易发区的滑坡灾害点密度分别为0.86、2.24个/km²,均优于逻辑回归模型,表明该模型在区域内具有较好的适用性。研究结果从数据融合角度为提高地震滑坡易发性评价精度提供了新思路。
农业水利
• Select
  基于SVMs-GA模型的微灌系统管网优化设计

  刘颖, 郑荣伟, 齐艳芳, 陈宏彩

  长江科学院院报. 2022, 39(5): 71-75. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210137

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了优化农业管道输水灌溉中管网的组合方式,提高灌溉效益,节约灌溉成本,在不限定灌溉面积的假设下,以支、毛管的标准段数为决策变量,以系统允许的最大压力差和构成管网的最低管道数目为约束条件,以单位面积的管材成本最低为目标函数建立模型,采用支持向量机耦合遗传算法对模型进行求解,得到满足约束条件和目标函数的不同管径支管的标准段数最优组合。结果表明:当毛管双向铺设时,单位面积的管材成本达到最低,最低值为8 755.7 元/hm²,灌溉面积为24.15 hm²,管网水头差达到系统允许的97.6%~99.7%;与毛管单向铺设相比,每公顷的管材成本降低了6.5%,灌溉面积增加了103%。与已有文献相比,每公顷成本降低了5%,灌溉面积增加了23%。因此支持向量机耦合遗传算法可以较好地优化管网设计,为农业节水灌溉提供了可借鉴的依据。
水力学
• Select
  滑坡涌浪近远场划分及其水波特性分析

  张少强, 黄筱云, 程永舟, 沈保兴

  长江科学院院报. 2022, 39(5): 76-82. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20201283

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  滑坡涌浪是一种危害较大的次生灾害,会对人民的生命财产安全造成重大威胁。为探究滑坡涌浪在不同场域的涌浪水波特性,及时发现危害并采取防范措施,对滑坡涌浪全程进行数值模拟。通过CFD软件FLOW-3D建立滑坡涌浪数值模型,并将其模拟精度与有效性,与经典滑坡涌浪试验进行验证。对比结果表明数值模拟涌浪首浪高度与物理模型试验结果一致性较好,数值模拟能反映滑坡涌浪传播的整个过程。基于数值模型,制定关于滑坡体密度、滑坡体体积及滑坡体初始入水特征的27组数值模拟试验。结果表明:近场涌浪回弹及首波波谷出现时间与滑坡体密度呈负相关;近场涌浪首波势能占全程涌浪势能的70%左右;远场涌浪周期约为滑坡体水下运动时间的2倍;通过涌浪势能给出了特定条件下距滑坡体入水点22 m处为远场涌浪波起始位置。研究成果为滑坡涌浪灾害的预警和防治提供一定的参考,可避免发生更大灾害,减少损失。
岩土工程
• Select
  露天矿排土场草本植物根系加固效果

  刘向峰, 郝国亮, 于冰

  长江科学院院报. 2022, 39(5): 83-88. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210095

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了研究露天矿排土场草本植物根系的加固效果,以当地生长的早熟禾、碱蓬和马唐3种草本植物为研究对象,通过植物根系的抗拉强度试验、原位剪切试验和Wu-Waldron模型(WWM)计算,确定WWM模型修正因子,进而采用修正后的WWM模型,结合不同深度土壤剖面上植物根系的几何分布特性,量化排土场草本植物根系的黏聚力。结果表明:3种草本植物根系的抗拉强度与直径呈现幂律函数关系,抗拉强度均随植物根系直径的增大而非线性减小,3种草本植物根系的抗拉强度存在显著性差异(p<0.05);马唐根系加固下,根土复合体存在更大的抗剪力,且在峰值剪力后,马唐根系加固的根土复合体最稳定;WWM模型高估了植物根系的加固效果,高估的程度因物种的不同而不同,对3种草本植物根系加固的WWM模型进行修正,早熟禾、碱蓬与马唐根系的修正因子分别为0.58、0.27和0.88;3种草本植物根系面积比与根系黏聚力均随着土壤深度的增加而减小;马唐根系在当地的加固效果最优。
• Select
  循环加卸载条件下煤岩组合体力学响应及能量演化规律

  徐金海, 张晓悟, 刘智兵, 孙垒, 侯胜军

  长江科学院院报. 2022, 39(5): 89-94. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210110

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为研究煤岩组合体在外载荷作用下的力学响应及能量演化规律,设计了纯煤、煤岩组合体和纯岩试件单轴循环加卸载试验,分析了不同试件单轴抗压强度和弹性模量等力学响应特征,深入研究了煤岩组合体输入能密度、弹性能密度和耗散能密度演化规律,得到了不同试件的弹性能储存速率及储能能力的特性,建立并探讨了煤岩组合体能量破坏机理。结果表明:①煤岩组合体的力学参数更接近纯煤试件,其力学特性主要受煤体影响;②随外载荷增加,煤岩组合体输入能、弹性能和耗散能呈明显非线性增加趋势,其中弹性能占比远高于耗散能;③煤岩组合体能量破坏机理为外载荷作用使煤体和岩体同时开始储存弹性能,由于煤体弹性能储存速率较快,其内部弹性能率先达到储能极限,导致煤体破坏并向岩体释放弹性能,当达到岩体的储能极限时,岩体发生破坏。
• Select
  干湿循环作用下铁尾矿砂水泥土强度劣化规律

  胡建林, 高鹏飞, 崔宏环, 张玉龙

  长江科学院院报. 2022, 39(5): 95-98. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210294

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了探讨铁尾矿砂水泥土的力学性能及抗干湿循环劣化能力,通过无侧限抗压强度试验和干湿循环试验,研究水泥掺量、铁尾矿砂掺量及干湿循环次数对铁尾矿砂水泥土强度的影响。试验结果表明:铁尾矿砂在20%掺量下对水泥土的强度提升最大,在40%掺量下对水泥土的强度提升最小,最高强度增长率约为70%;干湿循环对素水泥土和铁尾矿砂水泥土的强度造成的损伤程度不同,素水泥土在循环初期强度损失较大而在循环后期损失较小且逐渐趋于平缓,铁尾矿砂水泥土在循环初期强度损失较小,超过一定循环次数后强度下降明显;水泥土强度劣化的主要原因是孔隙水的干缩湿涨造成水泥土内部的应力集中。
• Select
  电渗联合化学溶液加固淤泥质软土试验研究

  赵洪星

  长江科学院院报. 2022, 39(5): 99-105. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210567

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用自制室内试验装置,研究电渗联合化学溶液对淤泥质软土的排水固结效果。通过对比分析电流值、电渗排水量、抗剪强度和微观结构等方面的差异,进一步揭示了不同化学溶液对电渗固结效果的影响机理。试验结果表明:化学溶液的加入可以促进电渗排水,而小原子量、低价态离子的促进效果更为显著,在本次试验中Na⁺>Ca²⁺>Al³⁺;运动到阴极附近的Ca²⁺、Al³⁺离子可以参与反应生成胶结物质,增强了土颗粒间的黏结力,提高了阴极土体的抗剪强度,其中以Ca²⁺离子增强效果最明显,土体抗剪强度提高了3.5倍;而化学溶液的加入则会加速电极腐蚀和土体的酸碱化。
• Select
  仿岩溶碳酸氢钙改良膨胀土试验研究

  邱维钊, 杨秀娟, 陶然, 樊恒辉, 赵文赫, 刘昊, 刘翼飞

  长江科学院院报. 2022, 39(5): 106-111. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210089

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  膨胀土具有吸水膨胀、失水收缩等不良工程性质,常采用石灰、水泥等土壤固化材料对其进行改良,但这些传统的土壤固化材料存在着污染环境、拌合不均匀等问题。以陕西省汉中市强膨胀土为研究对象,对仿岩溶碳酸氢钙改良膨胀土进行了自由膨胀率、无荷膨胀率、收缩、直接剪切、酸碱度和碳酸钙含量测定、粒度分析和扫描电镜试验等物理、力学、化学和微观结构试验。试验结果表明,仿岩溶碳酸氢钙可较好地降低膨胀土的胀缩性,并提高土体的抗剪强度,且仿岩溶碳酸氢钙与膨胀土的最优配比为6∶1;改良土中吸附的交换性Ca²⁺含量降低,碳酸钙含量增多,细粒含量降低,粗粒含量增多,内部孔隙减少;仿岩溶碳酸氢钙改良膨胀土的机理在于溶液中含有H⁺、Ca²⁺、HCO₃^-、CO₃^2-等离子,同时溶解有饱和的二氧化碳气体,通过离子交换作用,溶液中的H⁺置换了土颗粒吸附的Ca²⁺,减小了双电层厚度;通过岩溶作用,新形成的碳酸钙具有沉积胶结和填充作用,颗粒间联结强度和团粒化作用得到增强,从而降低了土体胀缩性。由此可见,仿岩溶碳酸氢钙对膨胀土具有良好的改良作用。
• Select
  基于植被恢复的水泥改性膨胀土换填土复合改良试验研究

  陈品章, 杨海浪, 胡波, 刘军, 龚壁卫

  长江科学院院报. 2022, 39(5): 112-118. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210063

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  以引江济淮工程膨胀土边坡表层采用的水泥改性膨胀土换填土层为研究对象,为探究各因素和水平对狗牙根的发芽、生长状况和根系展布的影响规律,以4种添加剂(泥炭、保水剂、有机肥、土壤改良剂PAM)和压实度为5个因素,各取4个水平,开展了多指标多因素正交试验。采用发芽率、生长高度、覆盖度、根系入土深度和含根量5个指标对狗牙根生长效果进行综合评价。试验结果表明:影响狗牙根生长因素的重要性由高到低依次为有机肥、压实度、保水剂、泥炭、土壤改良剂(PAM)。有机肥和泥炭含量对狗牙根生长和土壤改良具有良好的促进作用,而土壤压实度越高,狗牙根生长越差;为确保狗牙根较好生长,压实度不宜过高,建议不超过86%。对于膨胀土边坡表层采用的水泥改性膨胀土换填土层,适合狗牙根生长的最优改良方案为:泥炭掺量取9%、保水剂掺量取0.05%、有机肥掺量取1.5%、土壤改良剂(PAM)掺量取0.05%,压实度控制为66%。研究结果对引江济淮工程膨胀土地区采用水泥改性膨胀土换填土层进行生态修复具有指导意义,分析和评价方法亦可为其他区域采用水泥改性膨胀土换填土层进行生态修复提供参考。
• Select
  深海能源土抗剪强度的理论研究

  于航, 戚承志, 朱守东, 赵发, 王晓娇

  长江科学院院报. 2022, 39(5): 119-124. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210037

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  水合物的存在和分解对能源土的抗剪强度有双面影响。为了研究水合物对于海洋土抗剪强度的影响,考虑到水合物的存在增大了土颗粒之间的接触面积,引入胶结面积比的概念,采用理论推导的方法,修正了考虑水合物影响的有效应力表达式,并提出能够同时考虑水合物种类以及赋存模式的黏聚力表达式。根据摩尔-库伦准则,得到抗剪强度随着水合物饱和度变化的关系式。此外,考虑甲烷气体的溶解,修正了水合物分解后的孔隙压力表达式。最后,借助于沉积物三轴剪切试验和水合物分解的数值模拟结果来验证公式的合理性。结果表明:所提公式能较好地反映水合物含量、水合物赋存状态、高水压对强度的影响;同时修正孔压模型有助于更好地分析海底斜坡稳定。
• Select
  微生物对红黏土强度的改良效应及机理研究

  王连锐, 陈筠, 杨恒, 黄阳, 黄洋

  长江科学院院报. 2022, 39(5): 125-131. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210142

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  利用微生物加固红黏土是一种创新、环保、经济的方法。选取巴氏芽孢杆菌和铁细菌2种微生物固化土体,以活性炭为载体,根据微生物最佳养护条件,制备2种微生物土样。研究微生物土样的基本物理力学性质时,发现微生物改良后的土样密度增加,孔隙比下降,抗剪强度和无侧限抗压强度提高,物理力学性质得到极大改善。为进一步研究微生物对红黏土的加固机理,采用扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)分析试样微观结构和物质成分。试验发现巴氏芽孢杆菌诱导生成碳酸钙充填土体孔隙,形成胶结固化土体,碳酸钙多集中于活性炭附近呈块状结构;铁细菌生成铁基络合物充填土体孔隙,铁基络合物多呈片状、层状结构。总体来说,巴氏芽孢杆菌对红黏土的固化效果要优于铁细菌。研究结果对微生物加固红黏土机理认识和菌种选择具有重要参考价值。
• Select
  基于原生微生物MICP的土体加固试验研究

  周杨, 张家铭, 朱纪康, 余梦

  长江科学院院报. 2022, 39(5): 132-139. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210039

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为研究原生微生物加固砂土的影响因素,进行了室内胶结试验。采用不同灌注方式和不同配比的溶液,对试样中原生脲酶微生物进行激活,待微生物分解尿素能力达到阈值后,鉴定试样中微生物种属并对其进行系统发育分析,然后开展微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)胶结试验。通过微生物浓度、尿素浓度来监测试样的生物化学变化,根据无侧限抗压强度(UCS)和扫描电子显微镜成像(SEM)来评估试样加固效果。试验结果表明:加固效果与胶结液的灌注方式、有机质浓度、尿素浓度关系密切,双向交替灌注有利于改善试样胶结的均匀程度,较高浓度的有机质(酵母提取物)对土体中微生物多样性产生不利影响,激活和胶结效果较差;使用0.35 mol/L尿素的试样残余尿素浓度较高,而使用0.20 mol/L尿素的试样中,尿素残余较少;此次研究中,采用双向交替灌注、1.0 g/L酵母提取物、0.20 mol/L尿素处理的试样,生成的碳酸钙晶体连接紧密,胶结程度较好,其UCS值达1.55 MPa。研究成果表明,使用一定配比的溶液,可激活土体中的原生微生物,达到加固土体的目的。
水工结构与材料
• Select
  锦屏一级大坝混凝土骨料碱活性抑制措施的长期有效性研究

  董芸, 周泽聪, 李鹏翔, 刘畅

  长江科学院院报. 2022, 39(5): 140-144. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210091

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了解决骨料料源选择难题,锦屏一级水电站大坝采取了“组合骨料+高掺粉煤灰+严控碱含量”的砂岩骨料碱活性抑制措施,首次将碱活性骨料应用于特高拱坝混凝土。现在大坝已经运行10 a,有必要对大坝混凝土骨料碱活性抑制措施的长期有效性做出科学评价。对大坝建设期骨料的碱活性抑制措施研究进行了简要的回顾总结,并通过已经运行10 a的大坝混凝土芯样,采用岩相分析、微观形貌和产物分析、加速养护测长和弹性波测试等方法,进行了骨料碱活性抑制措施的长期有效性研究。结果表明,混凝土芯样质量良好,内部没有发生危害性的碱-骨料反应,验证了锦屏一级水电站大坝混凝土骨料采取的碱活性抑制措施的长期有效性。
• Select
  风浪流荷载下基于AQWA的海上Spar型浮式基础稳定性分析

  徐旭, 丁刚, 姚文娟

  长江科学院院报. 2022, 39(5): 145-152. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210080

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了解决现阶段可再生能源利用的问题,实现深海风能的有效利用,针对设计出的OC3-Hywind 5MW Spar型浮式平台基础部分在风浪流荷载下的稳定性问题进行研究。利用ANSYS中的水动力模块(AQWA)分别对结构进行频域以及时域耦合运动响应仿真模拟,比较分析了不同工况下浮式结构各个自由度下的运动响应值,以及配重块在系泊不同位置处对结构运动响应值及系泊力的影响情况。结果表明:在不同工况作用下的浮式结构在纵摇自由度方向上的运动响应极值主要受风荷载影响,随着风速增大,响应极值也随之增大,在其他自由度上的响应极值受风、浪荷载影响较小;改变配重块在系泊缆上的悬挂位置对浮式基础在纵摇和首摇自由度方向的运动有着显著影响,并且随着配重块距离锚固点越近,响应值越大,越不利于浮式基础的稳定;未悬挂配重块的系泊力高于悬挂了配重块的系泊力,随着配重块悬挂位置离锚固点越远,系泊力越小,越能保证浮式基础在恶劣海况条件下的稳定性。
信息技术应用
• Select
  河湖岸线综合监管系统方法

  赖杭, 邹显勇, 范光伟, 杨跃, 田茂春

  长江科学院院报. 2022, 39(5): 153-158. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210210

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  河湖岸线监管重要而复杂。当前,河湖岸线监管仍然以单独利用空、天、地中的1~2种监管手段为主,存在日常监管效率及总体监管水平均不高的问题。为此,提出综合利用遥感监管、现场监管、测站监管的综合监管模式,研究实施综合监管的关键技术,在此基础上构建河湖岸线智慧监管平台。应用结果表明,平台能够综合利用空天地等监管手段进行河湖岸线监管,提高河湖岸线日常监管效率与水平,为河湖岸线监管提供了一种可行的参考方案,具有一定推广应用价值。