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

订购:全国各地邮局

主要栏目

  • 专家特约稿
  • 流域综合管理
  • 河湖保护与治理
  • 水资源
  • 水环境与水生态
  • 水土保持与生态修复
  • 水灾害
  • 农业水利
  • 水力学
  • 岩土工程
  • 工程安全与灾害防治
  • 水工结构与材料
  • 水利信息化
访问总数:
今日访问:
当前在线:
 
玻璃钢/复合材料  
 
2019年 36卷 8期
刊出日期 2019-08-01

封面与目次
专家特约稿
江湖泥沙与治理
水资源与环境
防洪减灾
工程安全与灾害防治
水力学
岩土工程
水工结构与材料
封面与目次
0
封面与目次
2019 Vol. 36 (8): 0-0 [摘要] ( 70 ) [HTML 1KB] [ PDF 11595KB] ( 565 )
专家特约稿
1 侯建国,安旭文
结构可靠度理论在水工结构设计标准中的应用
为了推动结构可靠度理论在水工结构设计标准中的应用和发展,系统地总结了笔者近30 a来参加完成的水工结构设计标准按结构可靠度理论修编的成功经验,提出了水工结构设计标准按结构可靠度理论修编的可靠度校准分析方法和目标可靠指标的确定原则;提出了水工结构设计标准分项系数的确定原则与方法;提出了分项系数设计表达式的相当安全系数的概念及其应用;提出了国内外结构设计标准的安全度设置水平比较时应遵循的基本原则和方法等。上述研究成果可供水工结构设计标准按结构可靠度理论进行修编时借鉴与参考。
2019 Vol. 36 (8): 1-9 [摘要] ( 179 ) [HTML 1KB] [ PDF 1466KB] ( 1113 )
江湖泥沙与治理
10 陈钢,程和琴
长江下游河道河床阻力分布特征及影响因素分析
河床阻力是河流动力学的基本问题之一,与河流的泄流能力及挟沙能力息息相关。利用2014—2016年长江下游九江至河口段河床的多波束、ADCP及底质沉积物的同步采集数据,通过计算沙粒阻力和沙波阻力,分析不同河段河床阻力的分布特征,探讨河床阻力与宽深比、粒度及流速3个因素之间的相关关系,并对比三峡蓄水前后主要河段河床阻力及其与影响因素之间相关性的变化特征。研究结果表明:三峡蓄水前后,总体上,长江九江至吴淞口河段最大河床沙粒阻力和平均沙粒阻力分别减小57%和63%。长江下游河道河床阻力在蓄水前后均以沙粒阻力为主,沙波阻力在河床阻力中占比不足1%且随着三峡工程的运用有减小的趋势。三峡蓄水前,长江下游河道河床阻力与3个影响因素相关性从大到小依次为粒度、流速和宽深比,相应的平均决定系数依次为0.48,0.30,0.25;而三峡蓄水后,长江下游河道河床阻力与3个影响因素相关性从大到小依次为流速、宽深比和粒度,相应的平均决定系数依次为0.71,0.41,0.30,但各河段河床阻力在不同时期主要影响因素又有所区别。研究结果可为长江下游航道整治、航运安全和防洪提供参考依据。
2019 Vol. 36 (8): 10-16 [摘要] ( 243 ) [HTML 1KB] [ PDF 2535KB] ( 1213 )
17 符蔚,王能,李志威,胡旭跃,沈小雄
分汊河段船闸引航道整治试验研究
大洑潭枢纽位于沅水上游,处在山区限制性河道,其通航水流条件十分复杂,不利于通航。针对上、下游引航道口门区和连接段水流条件差、横流较大、洲尾通航困难及小流量下通航水深不足等问题,设计和修建大洑潭枢纽船闸整体物理模型,并结合船模航行试验,对船闸引航道口门区、连接段及洲尾处通航水流条件进行系统的试验研究。模型试验结果表明,船闸枢纽平面布置存在缺陷,上游船闸引航道口门区及连接段水流条件易受江心洲分汊口斜流影响,尤其左右两汊同时泄流下,船舶航行难度较大。整治方案采取加长导航墙和修建丁坝、顺坝及开挖航槽等措施进行试验研究,发现优化方案④下的通航、船模水流条件得到明显改善,确定了在该条件下的最大通航流量,并论证了在此方案下通航的安全性和工程可行性。
2019 Vol. 36 (8): 17-22 [摘要] ( 182 ) [HTML 1KB] [ PDF 3740KB] ( 1034 )
水资源与环境
23 褚一凡,赵闪闪,李杲光,靳同霞,马剑敏
陈桥东湖浮游生物群落结构特征及水质评价
陈桥东湖是新乡黄河湿地鸟类国家级自然保护区中部实验区的常年集水区之一,是许多珍稀鸟类的繁殖及栖息地,具有重要的生物多样性保护和潜在的科学研究、生态旅游价值。为了解陈桥东湖浮游生物群落结构特征及水质状况,于2017年1月、4月、7月和10月对陈桥东湖进行浮游生物采样调查,并利用浮游生物多样性指数评价水质状况。结果共发现浮游植物有8门67属118种,其中绿藻47种,种类最多,占39.83%;其次是硅藻,有35种;甲藻最少,只有2种。各采样点浮游植物丰度变化范围为(2.52~39.7)×106 cells/L,全年主要优势门类为硅藻、绿藻和蓝藻。共发现浮游动物34种,轮虫种类最多,共21种,占61.76%;丰度变化为68~1 342 cells/L。全年轮虫为主要优势种类,轮虫滤食者RF为主要浮游动物功能群。浮游生物多样性指数结果显示陈桥东湖水体整体呈中度污染状况,且夏季最差,冬季相对较好,与水体理化指标调查结果一致。研究成果可为新乡黄河湿地水环境保护及生态修护提供参考依据。
2019 Vol. 36 (8): 23-29 [摘要] ( 203 ) [HTML 1KB] [ PDF 2420KB] ( 1101 )
30 汤云,卢毅敏,吴升
闽江流域水质时空分布特征及污染源解析
为了解闽江流域河流中的污染物来源和水质时空分布特征,利用2014年1月至2017年2月流域内20个监测断面的8项水质指标月均值监测数据,采用多元统计方法对水质的时空变化规律及其影响因素进行分析。结果表明:流域水质在时间上可划分为T1时段(4—12月份)、T2时段(1—3月份);T1时段水质较好,氨氮是主要污染物,污染源以农业污染为主;T2时段的主要污染物是氨氮和总磷。在空间上可划分为3个群组。S1组主要位于建溪下游、沙溪、大樟溪、闽江干流,水质最差,污染物以营养盐为主,耗氧有机物次之,污染源为福州、三明、南平市的工业废水、生活污水、农业和禽畜养殖污水;S2组位于沙溪下游、富屯溪,水质最好,污染物主要是面源污染中的营养盐污染,水体自净能力良好;S3组位于建溪中上游、富屯溪中上游,污染源主要是农业面源污染。研究成果可为闽江流域的污染治理和水质改善提供参考。
2019 Vol. 36 (8): 30-35,48 [摘要] ( 201 ) [HTML 1KB] [ PDF 1900KB] ( 1261 )
36 张海丽,贺新春,邓家泉
基于闸泵联控的感潮河网区水动力水质调控
通过Mike11建立基于闸泵联控的水动力水质调控模型,设定水动力水质调控多目标函数并选取灰色多目标优选算法进行效果评选。以珠江三角洲中顺大围为例,用调控模型分析其在现状调度情况下的水动力水质特征,发现研究区的水动力及水质与相邻外江的水动力呈正相关,与相邻外江的距离呈负相关,河网水动力及水质整体较差。鉴于此,结合调度原则制定的5个闸泵联控方案均能较好地改善研究区的水动力水质条件,经过灰色多目标优选算法筛选出最优方案。提出基于闸泵联控的感潮河网区水动力水质调控模型能较好地展示不同闸泵联控方案下水动力水质改善的综合效果,可供类似感潮河网区水动力水质调控借鉴。
2019 Vol. 36 (8): 36-41,48 [摘要] ( 207 ) [HTML 1KB] [ PDF 2718KB] ( 1175 )
42 罗兰花,谢红霞,宁迈进,张敏,贺红士,李亚平
1961—2012年蒸水流域径流演变规律研究
利用湘江一级支流蒸水流域控制站神山头水文站近50 a的径流量实测数据和流域内及邻近的7个气象站同期日降水观测数据,应用Mann-Kendall趋势检验和突变分析、距平累积曲线、双累积曲线等方法分析了1961—2012年蒸水流域径流量和降水量变化的趋势性及阶段性,定量评价了降水和人类活动对流域径流量变化的影响程度。结果表明:蒸水流域径流量和降水量变化阶段性明显,都经历了枯水期和丰水期2个时期;年径流量和年降水量整体呈上升趋势,但径流量上升趋势较降水量更为显著,径流量的突变年份为1988年,降水量的突变年份为1991年,突变年份之后在降水和人类活动的共同影响下径流量明显增大,人类活动对径流量增大的贡献率为75.74%,降水对径流量增大的贡献率为24.26%。目前人类活动是蒸水流域径流变化的主要影响因素,人类可以通过合理的活动在一定程度上调节径流量。
2019 Vol. 36 (8): 42-48 [摘要] ( 196 ) [HTML 1KB] [ PDF 2437KB] ( 1070 )
49 庄玮,鲁程鹏,朱宣毓,李慧敏,王苏婉
黏土透镜体影响潜流交换的试验研究
潜流交换是影响河流-地下水作用带的水流条件、水环境修复、维持生态平衡的重要物理过程之一,河床内存在的黏土透镜体对潜流交换的影响机制尚未得到很好的揭示。参考实际的地质情况,采用适当尺度的物理模型进行黏土透镜体影响下的潜流交换研究。在控制水头和流量的情况下,针对不同规模和埋深的黏土透镜体分别进行潜流交换模拟试验,根据测得的压力数据绘制潜流带内的地下水流场。针对每一种模拟情况,在黏土透镜体上侧、左侧方向的相同距离利用所绘制的等值线计算梯度,得到透镜体附近的流速场,并利用达西定律将流速场转化为流量场。试验结果表明:潜流量随着单一黏土透镜体的尺寸和埋深增加而减小;随着地表水上下游水头差的增大,透镜体迎水面和背水面的流速分别增大和减小且增速逐渐变慢;流速衰减率与地表水上下游水头差呈正相关。研究成果提供了一种研究小尺度的潜流交换过程的方法。
2019 Vol. 36 (8): 49-54 [摘要] ( 227 ) [HTML 1KB] [ PDF 1788KB] ( 1088 )
防洪减灾
55 牛晨,王双银,吴素娟
基于线性矩法的短历时暴雨频率分布研究
研究短历时暴雨频率分布,可为小流域设计洪水计算提供依据,对山洪灾害防治及城镇防洪排涝具有重要意义。以陕西省18个基准气象站和基本气象站1984—2013年的实测暴雨资料为依据, 采用年最大值选样法选取了各站点10,30,60,90,120 min 5 个短历时共90组的暴雨量序列,采用线性矩法分别估计了各序列的皮尔逊Ⅲ型分布(P-Ⅲ)、广义极值分布(GEV)、耿贝尔分布(Gumbel)、正态分布(N)、指数分布(EXP)和两参数伽马分布(Gamma)参数,并以确定性系数、误差平方和和概率点据相关系数分别分析各备选分布的拟合精度。结果表明:①各站点暴雨量序列均值和线性离散系数随历时增加均呈上升趋势,而线性偏态系数随历时变化无统一趋势;②同历时各站点暴雨量序列均值自西向东呈递增趋势,秦岭以北线性离散系数和线性偏态系数自西向东呈递减趋势,秦岭以南线性离散系数和线性偏态系数则呈现出中部高、东西低的态势;③以P-Ⅲ分布(包含Gamma分布)为最优分布的暴雨量序列为81组,占总序列组数的90.0%,可作为研究区短历时暴雨的理论频率分布。研究成果可为城市防洪、排涝规划以及相关工程设计的雨量计算提供参考依据。
2019 Vol. 36 (8): 55-60 [摘要] ( 246 ) [HTML 1KB] [ PDF 1802KB] ( 1213 )
工程安全与灾害防治
61 王少伟,郑春锋,苏怀智,付启民
基于云模型的病险水闸除险加固效果综合评价
病险水闸除险加固效果评价是一个复杂的系统工程,其评价指标信息、权重和评语集均具有模糊性与不确定性。为了对病险水闸除险加固效果进行综合评价,根据《中央政府投资项目后评价管理办法》,建立了包含5个一级评价指标和21个二级评价指标的综合评价指标体系,拟定了百分制下的评价等级划分标准。在此基础上,引入云模型理论,建立了权重云模型、评语集云模型和评价指标信息云模型,进而利用云模型的数字特征来量化评价过程中不确定性的传播效应和评价结果的可信性及稳定性。太浦闸实例分析验证了此方法的可行性与实用性,结果表明权重的不确定性对评价结果有较大影响,该闸除险加固效果处于“效果极佳”等级,与实际情况相符。提出的评价指标体系和云模型评价方法可用于其他病险水利工程的除险加固效果评价中。
2019 Vol. 36 (8): 61-66,80 [摘要] ( 155 ) [HTML 1KB] [ PDF 2951KB] ( 1190 )
67 汪程,杨光,祖安君,陈悦,尹文中,邱小秦
混凝土坝变形Wavelet-EGM-PE-ARIMA组合预测模型
混凝土坝的总变形可以归结为由水压和温度变化引起的变形以及随时间发展的变形。其中,水压变形和温度变形体现为总变形中的周期性分量,而时效变形体现为总变形中的趋势性分量。借助复合建模思想,提出一种混凝土坝变形Wavelet-EGM-PE-ARIMA组合预测模型。首先利用小波多分辨分析功能,分解出大坝变形时间序列中的趋势性项、周期性项;其次,运用EGM模型实现对趋势性项的有效预测,采用周期外延模型实现对周期性项的有效预测,在此基础上,利用ARIMA模型实现对EGM模型和周期外延模型残差项的有效预测;最后通过某工程实例,检验所提出模型的有效性。计算结果表明:该组合模型充分考虑大坝各变形分量的变化规律,并基于此,实现对大坝变形时间序列有效的拟合和预测,且其拟合和预测精度均明显优于传统统计模型。
2019 Vol. 36 (8): 67-72 [摘要] ( 174 ) [HTML 1KB] [ PDF 2672KB] ( 1225 )
73 高会会,裴向军,崔圣华,朱凌,梁玉飞
汶川震区震后地质灾害发育分布及演化特征统计分析
汶川地震是21世纪以来中国发生震级最大的地震。为了分析汶川震区震后地质灾害发育分布,根据三大数据库及新闻稿的数据,以滑坡和泥石流为例,从规模、烈度及时间3个方面对汶川震后9 a来地质灾害演化特征及差异性进行了初步统计分析,并预测了2018—2025年滑坡和泥石流的演化趋势。结果表明:①滑坡数量与规模呈反比,与烈度也呈反比,且滑坡主要集中在7—9月份;②泥石流规模特征较均匀,高烈度区泥石流数量大于低烈度区,且主要集中在7—9月份;③滑坡在震后初期数量较少,泥石流则在震后初期数量较多;④初步分析汶川震后滑坡和泥石流演化特征差异的原因是这2种灾害的产生条件不同;⑤预测滑坡在短期内呈震荡式衰减趋势,高峰周期为3~5 a,泥石流呈水平波动趋势,高峰周期为3~5 a。
2019 Vol. 36 (8): 73-80 [摘要] ( 211 ) [HTML 1KB] [ PDF 3173KB] ( 1108 )
水力学
81 宁利中,渠亚伟,宁碧波,田伟利
突然扩散水跃方程的改进与比较
为研究突然扩散水跃方程的特性,根据动量守恒原理,在回流区平均水深作为代表水深的假设下,推导了突然扩散水跃的一般方程。在改进了回流区平均水深具体表达式的基础上,得到了突然扩散水跃的新方程,并给出了有关参数的确定方法。将已有的和改进的突然扩散水跃方程求得的共轭水深比与试验结果进行了比较,结果表明:不同突扩比时改进后的方程求得的共轭水深比与试验结果的平均相对误差和最大相对误差最小,计算精度最高;且改进后的方程具有显式解,计算方便。因此,改进后的方程可用于突然扩散水跃共轭水深的水力设计。
2019 Vol. 36 (8): 81-85 [摘要] ( 228 ) [HTML 1KB] [ PDF 1612KB] ( 1027 )
岩土工程
86 庄心善,王子翔,杨文博
粉煤灰-天然砂改良膨胀土强度特性试验研究
为探讨粉煤灰-天然砂改良膨胀土强度特性,对改良膨胀土进行了击实试验、无侧限抗压试验和三轴试验。试验结果表明:粉煤灰掺量一定时,最大干密度随天然砂掺量增加呈先增大后减小趋势,而最优含水量逐步减少;天然砂掺量一定时,最大干密度及最优含水量随粉煤灰掺量增加均逐渐减小;在粉煤灰和天然砂之和占比20%不变条件下,随天然砂占比减小,无侧限抗压强度与三轴抗剪强度先增大后减小,天然砂掺量5%和粉煤灰掺量15%时强度最大;随着粉煤灰和天然砂掺量的增加,内摩擦角先增加后减小;粉煤灰和天然砂掺量之和一定时,随着粉煤灰的增加和天然砂掺量的减少,黏聚力逐渐减小。研究成果可供致力于改良膨胀土工程性质的研究人员参考。
2019 Vol. 36 (8): 86-89,96 [摘要] ( 186 ) [HTML 1KB] [ PDF 1969KB] ( 1175 )
90 胡启军,俞钧耀,刘明,汤伟,蔡其杰
基于随机-关联空间插值法的工程岩体力学参数确定
岩体力学参数在空间上存在的结构关联性和随机不确定性是影响工程岩体力学参数设计取值的客观因素之一。基于地质统计学理论,提出随机-关联空间插值法,在工程岩体力学参数概率分布未知的情况下,利用样本矩替换母体矩,描述工程岩体力学参数的随机性,利用变差函数描述样本点之间、样本点和插值点之间的工程岩体力学参数关联性,建立岩体力学参数的空间分布模型,并通过克里格法对场地中的工程岩体力学参数进行空间插值。结合工程实例,在力学参数概率分布未知的情况下建立其概率分布模型;选择不同数量的有效样本对比分析该方法本身对样本数量的依赖性问题;探讨该方法的应用范围以及针对其他情况提出的相应措施,为后续研究打下基础。与试验结果对比,工程实际中3种不同样本的岩体力学参数指标相对误差分别为4.2,4.4,5.3,估值结果可作为工程设计取值的参考依据。
2019 Vol. 36 (8): 90-96 [摘要] ( 151 ) [HTML 1KB] [ PDF 2062KB] ( 1009 )
97 李丽华,余长道,胡智,刘一鸣,张蒋,李俊鹏
加筋粉煤灰砂混合料大型三轴试验研究
为进一步研究粉煤灰砂混合料的性能,在不同固结和排水条件下对较优质量比例的粉煤灰砂混合料试样进行不加筋及复合加筋三轴试验。分析粉煤灰砂混合料试样在不同固结排水试验、不同筋材加筋和不同加筋层间距条件下的应力-应变性能。试验结果表明:在不固结不排水试验条件下,粉煤灰混合料抗剪性能最优;在加筋性能改善方面,轮胎加筋效果最佳,其次为三向土工格栅、双向土工格栅和格室加筋;随着加筋层间距减小,相应加筋效果系数增加,相应破坏时的主应力差值也不断增加,但加筋层间距不宜过小,20 cm时相应加筋性能较优。同时,随着围压增加,其破坏时的偏应力随之增加,相应的加筋效果会有所下降。上述结果揭示了加筋粉煤灰砂混合料三轴试验力学特性,可为粉煤灰砂混合料作为建筑回填材料和废弃物资源化应用提供理论依据。
2019 Vol. 36 (8): 97-103,111 [摘要] ( 194 ) [HTML 1KB] [ PDF 2649KB] ( 1279 )
104 王彬,荣传新,程桦
三排管非均质冻结壁弹塑性分析
为了分析深厚冲积层三排管冻结壁的力学特性,根据冻土弹性模量E、黏聚力c与冻结温度之间的函数关系以及三排管冻结壁的梯形-抛物弓等效温度场模型,将冻结壁视为材料性质沿着径向呈分段函数变化规律的厚壁圆筒,推导出了三排管非均质冻结壁的弹性区与塑性区应力的解析表达式,并给出了冻结壁承载力与塑性区相对半径之间的关系。根据淮南某矿区冻土的力学参数,利用提出的三排管非均质冻结壁计算方法对该矿区进风井冻结壁进行了力学特性分析,计算结果表明:三排管非均质冻结壁的径向应力随着相对半径r的增大而增加,而环向应力在冻结区间Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ呈现不同的变化规律。对比分析三排管均质与非均质冻结壁的承载力计算结果可知,利用均质冻结壁计算方法得出的弹性极限承载力计算结果偏大,因此基于该结果的冻结壁设计方法存在一定的风险性,而非均质冻结壁的计算结果更加符合冻结壁实际的受力情况。研究成果可为深厚冲积层多排管冻结壁的设计提供一定的理论参考。
2019 Vol. 36 (8): 104-111 [摘要] ( 181 ) [HTML 1KB] [ PDF 2682KB] ( 1092 )
112 郑俊,王世梅,周辉,王力,邹良超,许汇源,侯会明
基于伯格模型的非饱和土蠕变模型构建
滑坡变形发展一般都要经历一定的时间过程,同时在降雨以及库水位变动下,滑坡土体常处于非饱和状态,因此构建考虑基质吸力的非饱和土蠕变模型具有非常重要的意义。以三峡库区某滑坡滑带土非饱和蠕变试验数据为基础,基于伯格模型和非饱和土力学原理及相关假设条件,构建了适合该滑坡滑带土的非饱和蠕变模型。接着,利用非线性回归算法对模型参数进行求解,并将该模型预测值与试验值进行对比,验证了该模型的合理性。最后,考虑模型参数与净围压之间的线性相关性,对模型进一步修正,并验证了修正后模型的有效性。构建的非饱和土蠕变模型能较好地反映该滑坡滑带土的非饱和蠕变特性,其对预测该滑坡的长期变形具有重要的意义。
2019 Vol. 36 (8): 112-118,124 [摘要] ( 251 ) [HTML 1KB] [ PDF 1979KB] ( 1154 )
119 袁璞,马冬冬
干湿循环与动载耦合作用下煤矿砂岩损伤演化及本构模型研究
干湿循环和动载耦合作用会导致煤矿岩石物理力学性质的劣化,引起地下岩体工程结构的破坏,诱发煤矿地下工程地质灾害和工程事故。基于纵波波速变化和Weibull分布统计损伤理论,推导了干湿循环与动载耦合作用下煤矿砂岩的损伤演化方程,探讨了动弹性模量取值方法对损伤演化的影响,发现以动态应力-应变曲线30%与70%峰值应力连线的斜率作为动弹性模量更能反映出本次试验砂岩的损伤演化规律。在此基础上,分析了干湿循环次数对总损伤变量和总损伤率演化的影响,得出干湿循环与动载耦合作用后砂岩的总损伤变量随着干湿循环次数的增加而增大,总损伤率随应变增长先增加后减小;建立了干湿循环和动载耦合作用下砂岩的动态本构模型并对其进行了验证,以期为深部地下岩体工程稳定性分析提供依据。
2019 Vol. 36 (8): 119-124 [摘要] ( 186 ) [HTML 1KB] [ PDF 2726KB] ( 1102 )
125 孟杰,李喜安,赵兴考,刘锦阳,王锦霞
基于高精度μCT扫描的重塑黄土试样均匀性分析
研究重塑黄土试样实验室内的制备效果,为工程活动提供准确的指标参数。以压实与击实2种制样方法所制备的三轴重塑黄土试样为对象,通过高精度μCT扫描试验,借助VG Studio MAX2.2图像处理软件,实现了土样微结构的三维重建,量化分析试样结构、孔隙三维信息以及孔隙分布情况,并通过三轴剪切试验简要分析了孔隙均匀性和围压对极限强度的影响。结果表明:①分层压实易造成重塑样内部结构的严重破坏,而不同工序下的分层击实试样孔隙分布极不均匀;一次压实试样较击实试样体积主频率孔径降低了40 μm,且不同区域的孔隙率差值<3%。②土体内孔隙率分布差距越大,其极限强度越小。重塑样孔隙空间分布影响测得的黄土特性,故宜采用一次压实法制重备塑黄土样。
2019 Vol. 36 (8): 125-130 [摘要] ( 148 ) [HTML 1KB] [ PDF 2435KB] ( 1082 )
131 王臻华,吴雪婷,项伟,徐溪晨
高铁酸钾预处理对水泥固化淤泥强度的影响
淤泥的有机质中含氧官能团易与水泥水化产生的铝和钙相结合,延缓水泥水化的进程,阻碍水泥发生硬化,影响水泥固化淤泥强度的形成。为消除有机质对水泥水化的不利影响,选择高铁酸钾作为外掺剂对淤泥进行预处理,通过无侧限抗压试验和直剪试验,研究高铁酸钾对水泥固化淤泥强度的影响规律,并利用扫描电子显微镜分析水泥固化淤泥的微观结构。研究结果表明:高铁酸钾预处理可有效提高水泥固化淤泥的无侧限抗压强度和抗剪强度,其原因在于淤泥中的有机质被高铁酸钾氧化分解,保证了水泥水化反应和火山灰反应的充分进行,利于水泥水化产物的生成。同时,高铁酸钾被有机质还原,游离的Fe(III)吸附在黏土颗粒表面上,减薄了扩散层厚度,引起了黏土颗粒的絮凝。高铁酸钾预处理,通过改变水泥固化淤泥的微观结构,从而提高水泥固化淤泥强度。
2019 Vol. 36 (8): 131-135 [摘要] ( 180 ) [HTML 1KB] [ PDF 2517KB] ( 1186 )
136 柯睿,汪洪星,谈云志,吴军,黄龙波
冻融循环对固化淤泥土力学性质的影响
为研究固化淤泥土经过冻融循环后的力学性质变化及其劣化机理,通过无侧限抗压强度试验、直剪试验、固结试验等土力学试验对其形变特征、内摩擦角、黏聚力以及压缩特性的变化进行分析。结果表明:固化淤泥土随着冻融循环次数的增加,其无侧限抗压强度、内摩擦角、黏聚力以及压缩屈服压力等重要力学指标均出现减小的现象;6次冻融循环后,固化淤泥土达到承受极限,在此之后试样的各项力学指标将发生突变,破坏类型变为脆性破坏。研究成果可为固化淤泥土冻融循环劣化防治措施的制定提供科学的思路。
2019 Vol. 36 (8): 136-139,145 [摘要] ( 186 ) [HTML 1KB] [ PDF 2106KB] ( 1164 )
140 罗强,冯娜
倾斜荷载作用下吸力桶承载性能分析
以砂土地基中吸力桶为分析对象,建立能够考虑主应力方向旋转的本构模型,通过数值分析方法进行积分,在不同荷载倾斜角度条件下研究等效塑性应变分布及土体主应力方向的旋转变化,分析倾斜荷载对吸力桶承载性能的影响。研究结果表明:等效塑性应变主要在桶壁外围和桶端下部等区域集中分布,桶体内部土体处于弹性变形状态;荷载倾斜角度对竖向荷载-位移关系的影响比较微弱,对水平荷载-位移关系的影响则比较显著;土体主应力方向在变形初期的旋转非常显著,随着倾斜角度的增加,主应力方向的旋转逐渐显著;当竖向位移在(0.05~0.10)D范围时,主应力方向达到稳定状态,不再旋转。
2019 Vol. 36 (8): 140-145 [摘要] ( 179 ) [HTML 1KB] [ PDF 2454KB] ( 1058 )
146 葛楠,孙砚,侯超群,朱大勇,殷永高
砂土中根式抗拔桩模型试验研究
根式抗拔桩是一种在桩身设置根键的新型变截面基础形式,合理的布置根键可以在提高基础承载力的同时降低工程造价。为了提高根式抗拔桩在工程中应用的效率和可靠度,基于模型试验方法,通过对普通抗拔桩和根式抗拔桩的对比分析,开展砂土中竖向上拔荷载作用下2组试桩的承载特性试验,测得不同荷载等级下桩身上拔位移、桩身轴力、桩侧摩阻力,并研究其分布规律。结果表明:根式抗拔桩承载力较普通抗拔桩大约提高57%;桩身轴力在有根键处变化显著,桩身侧摩阻力发挥由上向下传递,并在根键上下处达到极值。因此,在保证根键强度不受破坏和根键易于安装的条件下,尽量将根键位置设置在靠近桩底,是提高根式抗拔桩承载能力的有效方法之一。
2019 Vol. 36 (8): 146-152 [摘要] ( 214 ) [HTML 1KB] [ PDF 3428KB] ( 993 )
水工结构与材料
153 杜向琴,李宗利
考虑界面过渡区非均质性的混凝土弹性模量预测
混凝土骨料与水泥浆体间界面过渡区(ITZ)厚度虽小,却表现出较强的微观结构非均质性,并对混凝土弹性模量产生显著影响。本研究充分考虑ITZ的非均质特征,由水泥浆体与其中的孔隙形成等效基体,非均质ITZ与骨料形成等效颗粒,再由等效基体与等效颗粒形成混凝土等效均质体,基于细观夹杂理论提出了一种混凝土弹性模量预测的多相夹杂模型,模型预测结果与试验结果吻合较好。定量分析还表明:界面过渡区非均质性对混凝土弹性模量影响显著,ITZ非均质程度越高,混凝土弹性模量越低;弹性模量随界面过渡区厚度、水泥浆体孔隙率的增大而逐渐降低,随骨料含量的增大而增大。
2019 Vol. 36 (8): 153-158,164 [摘要] ( 222 ) [HTML 1KB] [ PDF 2397KB] ( 1020 )
159 占良红,魏博文,钟紫蒙,徐镇凯
基于Kriging模型的重力坝非概率可靠性分析
为解决概率可靠性方法分析受限于重力坝不确定参数的统计信息较难获取,及其功能函数高度非线性且较难用显式解析表达式给予刻画等问题,构建了基于不确定参数界限的重力坝单元非概率可靠性(Non-probabilistic Reliability,N-PR)指标计算模型,在此基础上,融合Kriging模型较强预测和拟合优势,发展了一种基于Kriging模型的重力坝N-PR指标计算方法。经实例考证,所给模型与方法可有效规避概率可靠性分析中要求不确定参数随机变化且计算结果对参数高度敏感的局限,较好适应了重力坝功能函数高度非线性甚至难以显式表达的特点,可较深入分析重力坝可靠性。
2019 Vol. 36 (8): 159-164 [摘要] ( 192 ) [HTML 1KB] [ PDF 1962KB] ( 1013 )
165 王朦诗,张戎令,宁贵霞,胡锐鹏,祁强,王炳忠
SAP对膨胀混凝土力学性能及孔隙结构的影响
高性能膨胀混凝土水胶比较低,膨胀剂因混凝土内部缺少足够的水分而不能充分反应。内养护技术的出现实现了从内部为混凝土补水,在混凝土中掺入适量的高分子吸水性树脂(SAP),让其从内部为混凝土提供水分,既可为膨胀剂反应提供水分,又达到内养护的双重效果。通过试验研究了SAP的掺量对膨胀混凝土力学性能和孔隙结构的影响。试验结果表明:掺量为0.3%的SAP对膨胀混凝土力学性能的改善效果最好,混凝土强度提高5.4%;适量SAP的掺入可以改善膨胀混凝土内部孔隙结构,提高膨胀剂与混凝土有关组分反应的充分性,同时促进水泥二次水化,使得混凝土内部孔隙变小、结构更加致密;但是,当掺量超过0.3%时,SAP会在混凝土内部产生不利的孔隙,致使强度降低。研究结果可为膨胀混凝土内养护提供科学依据。
2019 Vol. 36 (8): 165-169 [摘要] ( 215 ) [HTML 1KB] [ PDF 1846KB] ( 1099 )
170 曹雁峰,曾力,王旭,刘绍彦
矿物掺合料对西北盐渍土地区混凝土耐腐蚀性的影响
为解决我国西北盐渍土地区混凝土结构存在的盐蚀问题,掺入矿物掺合料提高混凝土的耐腐蚀性。根据特定工程会对混凝土强度预先提出要求的实际情况,控制混凝土满足C35强度等级,设计单掺、双掺和三掺粉煤灰、矿渣粉及硅灰等6种配合比,采用硫酸盐干湿循环侵蚀、SEM(Scanning Electron Microscope)和XRD(X-Ray Diffraction)等方法研究不同掺合料对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响,采用快速氯离子迁移系数和电通量法研究混凝土的抗氯离子渗透性能。结果表明:混凝土强度相同条件下,随着掺合料掺量增加,混凝土抗硫酸盐侵蚀和抗氯离子渗透能力都有提高,且粉煤灰的提高效果高于矿渣粉的提高效果。不同掺合料复掺可以改善混凝土的孔隙结构与水化产物结构,明显提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力,进一步提高混凝土的耐腐蚀性。
2019 Vol. 36 (8): 170-174 [摘要] ( 164 ) [HTML 1KB] [ PDF 4519KB] ( 1078 )