期刊信息

创刊:1984年

刊期:月刊

主管:水利部长江水利委员会

主办:长江水利委员会长江科

   学院

刊号:ISSN 1001-5485

   CN 42-1171/TV

邮发代号:38-147

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主要栏目

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  • 水工结构与材料
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2013年 30卷 3期
刊出日期 2013-03-01

水资源与环境
水土保持与生态建设
水力学
岩土工程
水工结构与材料
信息技术应用
仪器设备与测试技术
水资源与环境
1 崔东文
基于改进BP神经网络模型的云南文山州水资源脆弱性综合评价

利用层次分析法构建符合丰水地区水资源脆弱性评价的指标体系和等级标准,分别构建基于单、双隐层BP神经网络技术的区域水资源脆弱性综合评价模型,并采用内插法构造网络训练样本,将水资源脆弱性分级评价标准值作为“评价”样本,对云南文山州区域水资源脆弱性进行评价分析。结果表明:①单、双隐层BP神经网络模型对区域水资源脆弱性综合评价结果基本相同,说明研究建立的区域水资源脆弱性评价模型和评价方法均是合理可行的,与单隐层网络相比,双隐层网络泛化能力强,预测精度高,但训练时间较长;②文山州各评价区域不同规划水平年水资源脆弱性评价等级为Ⅲ—Ⅴ级,即处于中度脆弱与不脆弱之间,客观反映了该州水资源脆弱性状况,符合区域实际情况。评价结果可以作为研究和评价区域水资源脆弱性的参考依据。

2013 Vol. 30 (3): 1-7 [摘要] ( 373 ) [HTML 1KB] [ PDF 1180KB] ( 2799 )
8 徐凌悦,马宏海,王晨雯,汪秀芳,王胜利
2种浮床植物吸收不同N/P水体中氮磷的研究

选取水稻、空心菜这2种常见植物作为研究对象,通过在容积为25 L的塑料水桶中设置浮床,在低、中、高3种N/P(分别为8∶1,25∶1,55∶1)富营养化水体表面种植植物,研究其对氮磷的去除效果。研究结果表明:①所选的2种试材——浮床水稻与空心菜能较好地吸收富营养化水体中的氮磷元素,可作为水体富营养化防治的浮床栽培植物进行推广;②在所选的3种N/P水体中,浮床水稻对TP的净去除率均大于浮床空心菜,而浮床空心菜对TN,NH3-N的净去除率大于浮床水稻,可根据富营养化水体的性质,选择适合的浮床植物进行栽种;③在低N/P(比值为8∶1)的水体中,2种植物对TN,NH 3-N,TP的吸收能力最强,浮床水稻对其的净去除率分别为19.0%,91.4%,95.0%,浮床空心菜净去除率分别为28.2%,99.2%,87.2%。
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2013 Vol. 30 (3): 8-11 [摘要] ( 367 ) [HTML 1KB] [ PDF 1000KB] ( 2574 )
水土保持与生态建设
12 孙慧,龚壁卫,胡波
农村水电站引起的生态环境问题及补偿措施初探

近些年农村水电站建设空前高涨,开发农村水电站在一定程度上可以促进农村经济和社会的发展。但由于农村水电站项目工程投资总额比较少,相应的用于环境影响评价的资金少,工程对水生生物、动植物、水土保持以及地质等生态环境的影响评价分析不够深入,从而引发了众多的生态环境问题。针对已建农村水电站引起的生态环境问题进行初步探讨,并结合农村水电站的特点,给出了一些解决农村水电站生态环境问题的方法,以期达到农村水电站建设与生态环境相平衡的发展目标。

2013 Vol. 30 (3): 12-15 [摘要] ( 330 ) [HTML 1KB] [ PDF 920KB] ( 2435 )
水力学
16 侯冬梅,占桂泉,王才欢,杜兰
挑坎水舌运动轨迹控导措施研究

依托某工程泄洪洞出口消能工体型优化试验,对常规挑坎、平面扩散型和纵向扩散型消能工(窄缝挑坎)的挑坎水舌特性进行了对比研究,其中重点对窄缝挑坎消能工鼻坎体型对水舌运动轨迹、水舌形态、入水范围的控导作用进行了初步探讨。研究结果表明:通过侧墙非对称偏向、出口局部偏转等措施实现挑坎水舌运动方向的控导效果,适应下游河道边界特殊需要,较好地解决了工程消能难题,可为同类型工程提供参考,但鼻坎体型、尺寸等参数与水舌运动轨迹的定量关系仍有待进一步深入系统研究。

2013 Vol. 30 (3): 16-20 [摘要] ( 282 ) [HTML 1KB] [ PDF 7099KB] ( 2111 )
岩土工程
21 黄朝煊
水平受荷单桩计算的半经验弹塑性解析解

对水平受荷单桩经典m法进行了数学简化分析,对一些需通过查表内插法选取的计算参数进行了高精度数值拟合,使得工程计算更方便快捷,并通过工程算例计算比较分析,认为拟合弹性解析解精度高、可靠快捷。另外,由于受较大水平荷载的单桩桩顶层土会出现塑性屈服变形,若仍采用经典m法计算,则桩顶水平位移明显偏小。基于提出的高精度拟合弹性解析解及塑性区平衡微分方程,通过待定系数法及理论计算,给出了考虑桩顶塑性屈服区影响下的桩顶变位半经验弹塑性解析解,最后通过算例计算比较分析,认为半经验弹塑性解析解成果与实测成果基本一致,满足工程实践要求。

2013 Vol. 30 (3): 21-25 [摘要] ( 369 ) [HTML 1KB] [ PDF 1195KB] ( 2383 )
26 孙珍平,高召宁,孟祥瑞
基于德鲁克-普拉格准则的围岩损伤区渗透系数研究

利用损伤力学,考虑了中间主应力作用,应用德鲁克-普拉格准则,推导了圆形巷道围岩应力场的解析解,给出了围岩渗透系数的表达式,并对孔隙水压力和围岩塑性区域半径与渗透系数之间的关系进行了研究。研究表明:在损伤区域范围内,渗透系数 K 随着 r  的增加呈非线性减小,随着孔隙水压力 p  的增大呈指数增加。研究成果可为巷道在渗流作用下变形破坏计算及稳定性分析提供理论依据。

2013 Vol. 30 (3): 26-29 [摘要] ( 392 ) [HTML 1KB] [ PDF 1028KB] ( 2485 )
30 武尚,刘佑荣,李世佳
三轴压缩条件下灰岩力学特性试验及力学模型研究

以重庆武隆地区二叠系灰岩作为研究对象,通过三轴试验对该地区的灰岩屈服强度、峰值强度、残余强度与围压的关系进行了探讨。根据塑性力学的相关理论,将灰岩0~15MPa围压下的应力-应变曲线划分了孔隙压密、弹性、屈服、软化以及流塑5个变形阶段,提出了灰岩各阶段的力学模型。并且特别讨论了灰岩力学模型屈服和软化2个代表性阶段。在屈服阶段,利用主应变作为重要参数,结合Mises和Mohr-Coulomb屈服准则,建立了屈服阶段的非线性本构方程;在软化阶段,根据Mohr-Coulomb屈服准则和塑性软化理论,推导出了软化阶段的本构方程。结果表明,所建立的本构方程和试验结果相吻合,具有较高的准确性和实用性,可为类似的边坡稳定性研究提供重要的参考价值。

2013 Vol. 30 (3): 30-34 [摘要] ( 401 ) [HTML 1KB] [ PDF 1070KB] ( 2600 )
35 周秋娟
软土卸荷强度试验方法探讨及试验研究

通过不同固结、剪切路径,对广州典型软土进行了卸荷抗剪强度试验,试验结果显示,不同的试验方法得到不同抗剪强度参数。不同试验方式下,土样卸荷后的抗剪强度指标都低于加荷下的抗剪强度指标;对基坑工程而言,采用DCU(侧向卸荷三轴试验)更符合实际情况,鉴于该试验方法较难,可采用DGK(先预压固结后卸荷至不同固结压力再进行快剪试验)得到的指标来代替。试验结果还表明:卸荷状态下土体应力应变曲线仍为双曲线形式,且曲线为加工硬化型;在相同的围压下,卸荷强度小于加荷强度;初始切线卸荷模量小于初始切线加荷模量,即用加荷下的加荷模量来代替卸荷下的卸荷模量将会使得工程偏于危险。

2013 Vol. 30 (3): 35-39 [摘要] ( 293 ) [HTML 1KB] [ PDF 1173KB] ( 2059 )
40 龙浩,高睿,孔德新,刘鹏
基于BP神经网络-马尔科夫链模型的隧道围岩位移预测

在隧道工程施工中,围岩位移预测起着很重要的作用。将BP神经网络-马尔科夫链模型引入到隧道围岩位移预测中来,通过对训练样本的学习,利用BP神经网络实现了对位移时间序列的滚动预测,同时得到了实测值与预测值的相对误差;在此基础上利用马尔科夫链对相对误差进行修正,有效地提高了预测结果的精度。并将该模型应用于某公路隧道拱顶下沉位移时序预测中,结果表明该模型具有精度高、科学可靠的特点,为隧道围岩变形的预测提供了新的途径。

2013 Vol. 30 (3): 40-43 [摘要] ( 459 ) [HTML 1KB] [ PDF 1018KB] ( 3449 )
44 胡庆,李漪,李恒,胡凯锋,郑德宾
库水波动下库岸边坡地下水浸润线解析解及误差分析

解析法是库岸边坡地下水浸润线计算中便于实际应用的方法,但该方法须基于若干假定并对潜水运动基本方程线性化后才能求解。针对各假定和线性化过程建立不同的地下水渗流数学模型,用解析法和有限元法解答上述数学模型,分析各误差大小及其规律。结果表明:库岸垂直处理带来的误差要小于方程线性化处理和不考虑非饱和渗流带来的误差,而且它们都随渗透系数变大而减小;在三峡库区库水调度情况下,假定库水位等速变化带来的误差对大多岸坡而言可以忽略;计算库岸边坡地下水浸润线时,解析法只适用于水位变化幅度相比含水层厚度较小,且几何边界规则、岩土结构简单、岩土体渗透性较好时的情况。

2013 Vol. 30 (3): 44-48 [摘要] ( 399 ) [HTML 1KB] [ PDF 1287KB] ( 2271 )
49 李方成,郭利娜,胡斌,蒋海飞,徐海清
基于MIDAS软件探讨施工工序对深基坑稳定性的影响

基于武汉地铁名都站深基坑工程与水文地质勘察资料,建立了三维工程地质仿真计算模型。依据名都站深基坑开挖支护方案,利用有限元软件MIDAS的摩尔-库仑本构模型,对武汉地铁名都站深基坑施工过程中,不同施工工序下每步开挖之后,基坑的变形情况做仿真模拟计算,并对比分析其对基坑稳定性的影响。结果表明:基坑围护结构的变形情况与施工工序有很大的关系,施工工序越合理,上部土体变形越小,反之越大。因此,在基坑工程的施工过程中,要注重施工步骤的划分与合理安排,从而保证基坑工程的安全。研究成果为以后武汉地区基坑工程的施工设计提供了值得借鉴的经验。

2013 Vol. 30 (3): 49-55 [摘要] ( 339 ) [HTML 1KB] [ PDF 2951KB] ( 2913 )
56 袁帅,何蕴龙,曹学兴
地下厂房施工过程的三维非线性数值模拟分析

根据冗各电站地下厂房开挖支护的施工顺序,以隐式杆单元模拟锚杆,以壳单元模拟混凝土喷层,采用三维非线性有限元技术,对洞室群的开挖支护动态过程进行了模拟计算。通过三维非线性有限元计算分析得到:洞室群动态开挖过程中围岩应力变形的分布规律,围岩塑性区的发展规律,锚杆受力变化情况。计算结果表明:整个开挖过程中,洞周围岩位移变化规律正常,量值较小,塑性区主要分布在洞室周边,围岩稳定性较好;但在洞室交叉口处围岩的变形较大,出现较大范围的塑性区,在此基础上提出了支护措施优化方案,并对优化方案的效果进行了评价。

2013 Vol. 30 (3): 56-60 [摘要] ( 332 ) [HTML 1KB] [ PDF 1900KB] ( 1933 )
水工结构与材料
61 丁陆军
国内外拱坝体型优化研究现状及发展

为使拱坝优化设计在水利水电工程中得到进一步的发展和应用,简要回顾了拱坝体型优化设计的发展历史,系统地总结了拱坝的几何模型、拱圈线性、优化目标、约束条件、结构分析方面的应用现状及最新成果,并对目前拱坝体型优化设计中尚存在的困难及在工程中的应用前景进行了探讨和展望。通过优化设计可得到满足安全性和经济性的拱坝最优体型,大大提高了计算效率,节省了建设资金,具有显著的经济效益,为高拱坝建设和拱坝体型优化应用提供参考。

2013 Vol. 30 (3): 61-65 [摘要] ( 359 ) [HTML 1KB] [ PDF 898KB] ( 2658 )
66 胡少伟,米正祥,范向前,陆俊
钢筋混凝土三点弯曲梁断裂韧度计算模型

基于虚拟裂缝模型,针对钢筋混凝土试件在三点弯曲作用下开裂截面的受力特征,在合理假定的前提下,给出了一种计算钢筋混凝土三点弯曲梁的失稳断裂韧度的解析方法。然后,应用该方法计算了初始缝高比 α0(初始裂缝长度与试件高度的比值)分别为0.2,0.3,0.4,0.5的三点弯曲试件的最大荷载和临界有效裂缝长度,进而求得了钢筋混凝土三点弯曲梁的失稳断裂韧度。通过对计算结果与试验数据的误差分析,发现失稳断裂韧度最大误差为4.915%,说明这种方法可以较为准确地预测三点弯曲梁的失稳断裂韧度。在此基础上研究了初始缝高比 α0对失稳断裂韧度的影响,发现失稳断裂韧度基本上不随 α0 变化,失稳断裂韧度可以作为材料常数,应用于裂缝扩展状态的判断。

2013 Vol. 30 (3): 66-70 [摘要] ( 340 ) [HTML 1KB] [ PDF 992KB] ( 2078 )
71 彭尚仕, 石妍, 杨华全
溪洛渡水电站大坝混凝土层面结合及原位抗剪试验研究

采用溪洛渡大坝实际原材料及配合比,在工程现场进行常态混凝土层间结合面的原位抗剪试验。结果表明:混凝土各层间结合工况的 f' 在1.44~0.97之间,c' 在3.00~1.85 MPa之间,不含层面连续浇筑的本体混凝土 f' 为1.80,c' 为3.145 MPa;最大法向应力σ为7.12MPa时,本体混凝土极限抗剪强度 τ 极限为15.96 MPa,各层间结合工况的 τ 极限在9.67~12.11 MPa之间;除混凝土本体外,层间铺砂浆的 τ 极限最高;层面露粗砂且铺砂浆的层面处理方式效果最佳,上层混凝土采用富浆配合比的层间结合效果也较好;层间结合试件的剪切破坏都发生在层面,剪切面普遍平坦,但本体试件剪切破坏面起伏大,大部分特大石被剪断,擦痕分散不匀。试验成果可为溪洛渡水电站大坝混凝土工程质量控制提供依据。

2013 Vol. 30 (3): 71-74 [摘要] ( 310 ) [HTML 1KB] [ PDF 969KB] ( 2573 )
75 闫小虎, 杨华全, 石妍, 李明霞
基于CT-连续加荷水泥乳化沥青混凝土细观损伤规律研究

利用CT技术对水泥乳化沥青混凝土的细观损伤过程进行实时扫描观测,获得了混凝土试件在连续加荷下的CT图像。通过采用直观分析法、CT数分析法、CT数与损伤变量关系3种方法分析表明,水泥乳化沥青混凝土的破坏过程可分为压密、扩容、裂纹扩展、破坏4个阶段,同时混凝土在受压过程中具有韧性,在极限荷载之前各断面处于压密和微扩容的强化阶段,极限荷载之后混凝土从损伤到破坏发展比较平稳。

2013 Vol. 30 (3): 75-78 [摘要] ( 338 ) [HTML 1KB] [ PDF 1147KB] ( 2357 )
79 李洋, 陈霞, 王述银, 严建军
掺MgO混凝土的宏细观试验研究

利用MgO膨胀剂的延迟微膨胀效应能显著提高大体积混凝土的力学性能,产生的预压应力还能有效提高大体积混凝土抵抗温度开裂的能力,但目前对其微观机理研究不多。采用宏观与微观相结合的方式,研究了不同活性指数、不同掺量的MgO混凝土的力学性能,利用SEM/EDS微观分析手段揭示了MgO对混凝土性能影响的作用机理。试验结果表明:MgO取代部分水泥掺入混凝土中,混凝土的力学性能降低;掺量为4%~5%时,活性指数为100s的MgO混凝土的膨胀率大于活性指数为50 s的MgO混凝土;MgO混凝土的膨胀特性与Ca,Si,Mg,Al等元素的分布情况有关,掺入的MgO将改变界面区Ca,Si,Mg元素的富集特性,Ca元素和Mg元素更易于在界面区富集,导致混凝土宏观力学性能的降低。

2013 Vol. 30 (3): 79-84 [摘要] ( 326 ) [HTML 1KB] [ PDF 2881KB] ( 2098 )
85 胡康军,刘冰洁
表孔弧形闸门空载启闭异常振动原因试验研究

针对江山碗窑水库5#表孔弧形工作闸门空载启闭过程中存在异常振动问题,通过弧门支铰及埋件位置现状检测、不同开度下弧门位置检测、振动测试、工作应力测试、启闭力测试等原型试验以及弧门振动模态理论分析,对弧门异常振动的原因进行了深入的研究。研究结果表明:弧门上主梁左右2测点(原同一高程)的高程差随弧门开度的增加而增加,当弧门开启7.6 m时,高程差达88 mm,这和左侧支铰轴高层偏差均超标是引起弧门异常振动的2大因素;弧门异常振动主要发生在4.39 m开度内,为刚体模态中绕上轴线的旋转振动;该振动在左支臂上表现尤其显著。研究成果对表孔弧门异常振动运行的安全评估和故障处理具有重要参考价值。

2013 Vol. 30 (3): 85-88 [摘要] ( 408 ) [HTML 1KB] [ PDF 1447KB] ( 2079 )
信息技术应用
89 周力峰,王奔
《长江水利科技网》的数据组织与运行维护

为深入研究网站建设工作,基于《长江水利科技网》10余年的建设管理,从3个方面阐述了网站数据组织与运行维护工作。①数据规划:将数据源分类,建立数据源统计表,估算数据容量;按照数据标准,确定数据格式,以保障数据共享;以承载所需数据、保障足够空间、提供快速的数据提取能力和有健全的数据安全机制为原则,比选数据库平台。②数据管理:明确栏目责任单位和更新频率;选择不同类别数据的处理方式;选用可视化的后台编辑平台,采用数据接口或直接链接方式;以静态网页和动态网页相结合展现数据;采用全站题录级数据检索并向全文检索发展。③数据安全:通过设备配置、权限限制、数据备份等措施保障数据安全。分析成果表明,良好的数据规划、有效的数据管理和可靠的数据安全措施是网站运行维护的核心。

2013 Vol. 30 (3): 89-92 [摘要] ( 297 ) [HTML 1KB] [ PDF 884KB] ( 1920 )
93 朱玉兵, 张小兵
计算机监控系统在太浦河泵站的应用

以太浦河泵站为例,针对其计算机监控系统如何选择的问题,介绍了太浦河泵站计算机监控系统的结构功能和软、硬件技术,列举了系统组态画面的使用,分析了系统自动化全步开、停机的步骤和流程,提出了系统的维护要点,旨在提高泵站工程管理水平。应用结果表明:采用基于PLC控制器的开放式分层分布结构的计算机监控系统功能完善、控制对象全面、实时性强、可靠性高、人机界面友好,较好地满足了泵站运行管理智能化、远程化的需要,为今后类似泵站的设计提供了很好的借鉴。

2013 Vol. 30 (3): 93-98 [摘要] ( 292 ) [HTML 1KB] [ PDF 2551KB] ( 1986 )
仪器设备与测试技术
99 姚振和,陶亦寿,高鸣安,王金发,罗熠
灌浆记录仪校验方法研究

灌浆记录仪是实时测量和记录水泥灌浆施工进程参数的仪器,是实现灌浆施工过程控制、保证工程质量的重要手段,已在我国水利水电及相关工程的基础灌浆处理中获得广泛应用。该仪器目前尚未纳入法定计量监督管理,产品质量和计量特性评定缺乏统一标准,因而影响了仪器应用效果和产品市场健康发展。结合灌浆工程实际,在参照相关标准规范的基础上,初步提出灌浆记录仪的校验内容、原则和方法,为灌浆记录仪校验标准制定提供了基本思路。

2013 Vol. 30 (3): 99-102 [摘要] ( 292 ) [HTML 1KB] [ PDF 968KB] ( 1961 )