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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

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

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	2019年 36卷 9期
	刊出日期 2019-09-01

	封面与目次专家特约稿水资源与环境水土保持与生态建设工程安全与灾害防治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

封面与目次

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		封面与目次

		2019 Vol. 36 (9): 0-0 [摘要] ( 69 ) [HTML 1KB] [ PDF 11596KB] ( 598 )

专家特约稿

	1	王新才,吴敏
		关于加强南水北调中线水源地保护和管理的思考
		文章导读:
		丹江口水库是南水北调中线工程水源地。通水以来,工程持续安全平稳运行。然而,由于丹江口水库面积大,范围广,涉及陕西、河南和湖北省3省,在水源地保护和管理方面仍存在亟需解决的问题,包括:①水库管理薄弱,如水库管理设施缺乏、水库保护和管理经费尚无渠道落实、消落区管理难度大等;②部分入库支流水质难以达标及入库支流总氮负荷高,如2017—2018年神定河和泗河入库断面水质仍为Ⅴ类甚至劣Ⅴ类,入库支流总氮浓度在2~10 mg/L之间;③中线水源地保护和管理的体制和机制仍未明确,相关法律法规尚不健全。针对水源地保护和管理中存在的突出问题,提出建设必要的水库管理设施和核增水库保护和管理经费,规范消落区的保护和利用模式,明确入库支流水质改善和提升监督管理办法及总氮负荷削减措施,以及尽快制定并颁布《南水北调中线水源地保护与管理条例》等相关法规。
		2019 Vol. 36 (9): 1-5 [摘要] ( 224 ) [HTML 1KB] [ PDF 640KB] ( 1321 )

水资源与环境

	6	叶玉适,陈进,许继军,王冬,殷大聪
		长江源和怒江源区水体氮磷化学计量特征初探
		根据2016年长江源和怒江源区现场调查获取的水质监测资料,分析了长江源和怒江源区河湖水体的基本理化参数、氮磷含量和形态指标,并利用氮磷化学计量比(m(TN)∶m(TP),氮磷质量比)特征评估了江源地区河湖水体的氮磷养分限制状态。结果表明:长江源和怒江源区河湖水体的总氮含量介于0.475~0.956 mg/L,满足地表水Ⅱ—Ⅲ类水质标准;总磷含量介于0.006~0.017 mg/L,满足地表水Ⅰ—Ⅱ类水质标准;硝态氮占总氮含量的43.5%~85.5%,是河湖水体氮素的主要组成部分,对江源地区水体总氮污染的贡献更大;氮磷比介于33.7~79.3,磷素是江源区河湖水体中浮游植物生长的限制性营养因子。研究成果可为揭示江源地区河湖水体的富营养化进程和水生态环境保护提供数据支撑。
		2019 Vol. 36 (9): 6-11,22 [摘要] ( 185 ) [HTML 1KB] [ PDF 1557KB] ( 1216 )

	12	穆瑾,赵翠薇
		变化环境下2000—2015年贵阳市水资源脆弱性评价
		为了客观评价贵阳市水资源脆弱性,结合相关利益机构及专家的建议,从暴露性、敏感性和适应能力3个方面入手,构建水资源脆弱性评价指标体系,在GIS技术支持下,利用层次分析法(AHP)对2000—2015年贵阳市水资源脆弱性进行评价。结果表明:贵阳市水资源脆弱性空间差异比较显著,水资源脆弱性增强和变弱并存,整体表现出由“中南部高且周边低”到“北弱南强”之态势;云岩区、南明区、白云区、乌当区、观山湖区和花溪区6个区水资源脆弱性增强明显,其中增强最为显著的是观山湖区、花溪区和乌当区,清镇市、修文县、息烽县和开阳县4个县(市)则以脆弱性减弱为主。研究成果可为贵阳市社会经济持续健康发展以及水资源合理利用提供参考依据。
		2019 Vol. 36 (9): 12-17,28 [摘要] ( 200 ) [HTML 1KB] [ PDF 1211KB] ( 1197 )

	18	张玲玲,刘立早,张玉平
		不同填料强化生态浮床对淡水养殖水体的净化效果
		人工填料强化生态浮床是近年来发展起来的一种新兴生态工程修复技术。选取3种不同类型的人工填料与挺水植物组合,分析其对高磷浓度养殖水体和上海市养殖池塘水体的净化效果。结果表明,在高磷浓度(2.36~3.42 mg/L)养殖水体中,人工填料强化生态浮床对TN、TP、COD的平均去除率分别为34.9%,12.2%,26.1%,且3组系统之间差异不明显。在上海市养殖水体平均浓度条件下,3组系统对TN和TP的去除能力为:立体弹性填料强化生态浮床＞组合填料强化生态浮床＞生物绳填料强化生态浮床,立体弹性填料强化生态浮床对TN和TP的去除率分别为83.9%和69.3%;3组系统对COD和NH₄⁺-N的去除率均在70%以上。因此,立体弹性填料强化生态浮床可以考虑应用于上海市淡水养殖池塘水体的生态修复工程。
		2019 Vol. 36 (9): 18-22 [摘要] ( 217 ) [HTML 1KB] [ PDF 1555KB] ( 994 )

	23	胡园,林莉,胡艳平,黎睿
		农田土壤重金属Cd的环保淋洗剂筛选研究
		土壤淋洗是一种有效修复重金属污染土壤的方法,而淋洗剂的选择是淋洗过程的关键因素,直接影响淋洗效率。研究了4种淋洗剂(乙酸、柠檬酸、CaCl₂、FeCl₃)对Cd轻度污染的农田土壤淋洗性能及影响因素。结果表明:淋洗效果依次为FeCl₃＞柠檬酸＞乙酸＞CaCl₂;FeCl₃的淋洗机理是Fe³⁺与土壤中的Cd²⁺离子交换,其水解出的H⁺可促进碳酸盐结合态Cd溶出,Cl^-还可与Cd²⁺形成稳定的螯合物;经优化后的最佳的淋洗条件是固液比为1∶5,浸提时间为4 h,此时乙酸、柠檬酸、CaCl₂和FeCl₃的最大土壤Cd去除率分别为30.24%,24.62%,24.82%,81.90%;pH值对淋洗效果的影响较大,除CaCl₂外,3种淋洗剂的淋洗效果都随pH值的升高而降低(pH值在2.5～5.0范围内),FeCl₃的淋洗效果降低最为显著。研究成果可为Cd污染农田土壤修复提供技术支撑。
		2019 Vol. 36 (9): 23-28 [摘要] ( 182 ) [HTML 1KB] [ PDF 1536KB] ( 1120 )

	29	赵钢,王茂枚,徐毅,舒实,蔡军
		双频识别声呐提取沉水植物盖度的可行性初探
		沉水植物作为湖泊生态系统的初级生产者,在固定底泥、防止沉积物再悬浮、净化水质等方面具有重要的环境功能。因此,探究沉水植物的分布、群落结构及其演替规律,对于湖泊水生态环境修复工作有着重要意义。传统的沉水植物调查方法不仅调查效率低,而且在取样过程中会对沉水植物造成破坏,有必要探索更为高效科学的调查方法。由于双频识别声呐可实现在浑浊、黑暗的水下获得清晰的影像,利用双频识别声呐探测技术在不破坏沉水植物的情况下获取了太湖贡湖湾4种典型沉水植物在不同季节的影像数据,通过影像处理提取沉水植物盖度。结果表明该方法获得的盖度与传统调查结果较为接近,且该方法更加方便快捷,可为湖泊水生态环境修复提供支撑。
		2019 Vol. 36 (9): 29-33 [摘要] ( 210 ) [HTML 1KB] [ PDF 1790KB] ( 957 )

	34	刘志明,周真中,王永强,洪晓峰
		基于灰色预测模型的区域水资源承载力预测分析
		水资源承载力研究集综合评价和预测分析为一体。以宜昌市为例,在2005—2015年宜昌市“水资源-社会经济-生态环境”复合系统承载力综合评价基础上,采用GM(1,1)灰色预测模型预测2020年、2025年、2030年水资源承载力;在分析未来水平年预测结果不确定性的基础上,结合最严格水资源管理制度和河长制,探讨4种情景假设下宜昌市社会经济发展模式的可持续性。研究结果表明,未来水平年宜昌市水资源承载力状态良好(2025年左右达到Ⅰ级),建议宜昌市社会经济与生态环境协调可持续发展。
		2019 Vol. 36 (9): 34-39 [摘要] ( 239 ) [HTML 1KB] [ PDF 1339KB] ( 1418 )

	40	尹晓爱,江波,洪江
		草海流域水质时空分布特征及污染评价
		为揭示草海流域水质的空间分布特征,对草海不同断面空间水体进行布点采样,参照《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)对水体主要污染指标进行检测,采用单因子污染指数法对草海水质进行了评价,探究草海水体污染物源以及变化规律。结果表明:草海丰水期DO、COD_Mn、COD_Cr、TP较枯水期高,其余的污染指标也表现为枯水期较好;水质指标总体上在码头通往湖中心方向的这段水域表现最差;COD_Mn和TP对草海水质产生的影响较大,超标指标主要为COD_Mn和COD_Cr;草海码头和草海出口处的水域的水质污染较重,其余水质相对较好。草海各断面空间的水质类别总体上在Ⅳ—Ⅴ类之间。草海流域应着力Ⅳ类水域治理,扩大Ⅲ类水域占比,从而缩减Ⅴ类水域,这对改善草海流域水质具有重要意义。研究成果可为草海流域污染防治及合理开发提供理论依据。
		2019 Vol. 36 (9): 40-45 [摘要] ( 167 ) [HTML 1KB] [ PDF 1176KB] ( 1266 )

	46	魏兴,周金龙,曾妍妍,冯书同,王燕
		高开采强度下库尔勒市地下水位埋深动态与影响因素浅析
		库尔勒市社会经济快速发展对水资源的需求使其地下水开发经历了临界超采期(2000—2006年)、超采增长期(2007—2011年)和高位超采稳定期(2012—2015年)过程。为探究高开采强度下的地下水位埋深动态特征,以库尔勒市地下水监测网覆盖区作为研究区,对以上3个开采强度时段地下水位埋深进行线性趋势分析。所有监测井地下水位埋深均呈持续增大趋势,研究区2000—2011年地下水位埋深总体呈“加速”增大状态;2012—2015年转变为“减速”增大状态。地下水长期超采已使山前倾斜平原地下水位埋深累计增大4.10～12.67 m,冲积平原累计增大9.07～22.26 m,天然生态受到威胁。逐步回归分析表明,研究区监测井地下水位埋深与径流量呈负相关关系,与地下水开采量呈正相关关系,径流量、开采量实质是研究区地下水补给项与排泄项的综合反映。地下水位埋深持续增大是地下水补给量减少、地下水开采强度增大共同作用的结果。研究成果可为库尔勒市水资源开发利用与保护提供一定的参考。
		2019 Vol. 36 (9): 46-50,63 [摘要] ( 149 ) [HTML 1KB] [ PDF 1525KB] ( 1225 )

水土保持与生态建设

	51	韩继冲,喻舒琳,杨青林,邵怀勇,刘恩勤
		1999—2015年长江流域上游植被覆盖特征及其对气候和地形的响应
		基于SPOT NDVI指数、气象数据和数字高程模型,采用趋势分析法对1999—2015年长江流域上游地区植被覆盖空间格局和动态变化特征进行分析;利用偏相关系数法基于单个像元从动态角度研究植被覆盖对气候变化的响应;引入格网法从静态角度研究植被覆盖对气候和地形因子在整体空间格局上的响应。结果表明:研究区的植被覆盖整体较好,高覆盖地区占66.14%,表现出东高西低的梯度分布特征;从动态角度考虑,植被覆盖对温度和降水变化的响应具有较强的空间异质性,不同地区植被覆盖对温度和降水变化的动态响应关系不同;从静态角度考虑,植被覆盖对温度、降水、高程和坡度的响应表现出显著的非线性关系,存在一定的响应阈值,且都具有西部地区响应明显、东部地区响应不明显的特征。研究结果将为制定适应气候和地形的综合植被管理和土地资源管理提供科学依据。
		2019 Vol. 36 (9): 51-57 [摘要] ( 222 ) [HTML 1KB] [ PDF 1584KB] ( 1259 )

工程安全与灾害防治

	58	晏红波,周斌,卢献健,刘海锋
		基于EEMD-GA-BP模型的大坝变形监测数据预测
		针对大坝自动监测数据序列存在的不稳定性和测值漂移问题,提出了基于集合经验模态分解(EEMD)和遗传(GA)BP神经网络的大坝变形监测数据预测方法。采用EEMD技术提取反映大坝真实变形的低频信号,剔除自动监测系统数据中存在的噪声和野值,利用遗传算法优化的BP神经网络对真实信号进行学习与外推,据此构建EEMD-GA-BP模型。利用本文模型计算得到大坝变形的预测值,将其与实测变形值进行对比,并根据残差大小比较了本文方法与其它方法的预测效果。算例表明,本文提出的组合模型能有效地提高大坝变形预测精度。
		2019 Vol. 36 (9): 58-63 [摘要] ( 293 ) [HTML 1KB] [ PDF 1783KB] ( 1116 )

	64	周文兵,柳金峰,袁东,孙昊,刘道川
		白龙江中游泥石流拦砂坝防治效果分析
		为研究白龙江中游地区泥石流拦砂坝的防治效果,通过野外调查和实验分析,对该地区泥石流拦砂坝的运行现状以及拦砂坝对泥石流的调控效果进行了分析。结果表明:①该地区部分泥石流沟泥石流防治情况严峻,多条泥石流沟存在拦蓄库容不足、拦砂坝坝体破坏严重等问题;②通过对该地区拦砂坝上游泥石流回淤坡度的调查,拦砂坝有较好的回淤缓坡功能,并建立起该地区泥石流回淤坡度的经验公式,即I=(0.4~0.85)I₀;③通过对泥石流堆积物的颗粒组成进行实验分析,建立泥石流堆积物的平均粒径比、计算重度比来表征拦砂坝对泥石流的调控效果,拦砂坝对泥石流有较好的分选效果,但其拦排临界粒径尚难以准确确定,且其对泥石流堆积物的重度调节作用并不显著。最后,结合该地区拦砂坝出现的一些工程问题,提出了一些防治建议。研究成果可为该地区泥石流治理工程的修建提供一定的参考。
		2019 Vol. 36 (9): 64-70 [摘要] ( 216 ) [HTML 1KB] [ PDF 2281KB] ( 1091 )

	71	阳博,裴向军,杨志强,罗路广
		散粒体斜坡产屑率及监测模型研究
		广泛发育于我国西部高寒山区的散粒体斜坡,与崩塌、泥石流等地质灾害伴生形成灾害链,其规模大小与产屑率息息相关。为了研究散粒体斜坡的产屑率及其预警级别,以中巴公路和天山公路为例,利用三维激光扫描技术对比不同时期点云数据计算产屑率,通过简化条件建立监测预警模型,得出清理时间间隔公式和预警级别判定标准,对比5处散粒体斜坡实例计算结果,得到的预警级别基本与现场调查情况相符。研究成果可供估计散粒体斜坡清理时间和防治工程设计时参考。
		2019 Vol. 36 (9): 71-76 [摘要] ( 140 ) [HTML 1KB] [ PDF 1895KB] ( 1045 )

水力学

	77	杜兰,许学问,黄国兵
		窄缝挑坎水翅危害强度研究
		为了探讨水流流经泄水建筑物末端的窄缝挑坎时产生的水翅导致强降雨对下游造成的不利影响,进行了系列模型试验研究,分析了能够表征水翅危害强度的各参数(水翅影响区距挑坎出口位置、降雨强度等值线包裹范围面积、椭圆形态系数、椭圆偏态系数),并构建水翅危害强度表达式。利用此表达式对模型试验实测降雨强度计算分析,结果表明:来流弗劳德数增大及挑坎底板采用的俯角角度减小时,窄缝水翅对泄水建筑物产生的危害强度呈降低趋势,而对下游岸坡和环境危害强度呈增加趋势;挑坎收缩比减小时,对泄水建筑物及下游岸坡和环境的危害强度均呈增加趋势。研究成果可用于物理模型试验研究时定量评判窄缝挑坎水翅危害强度,为窄缝挑坎体型参数选择提供理论支撑。
		2019 Vol. 36 (9): 77-80 [摘要] ( 148 ) [HTML 1KB] [ PDF 1779KB] ( 997 )

	81	黄朝煊,丁羲楠
		海堤龙口水力计算方法探讨
		针对深厚淤泥软土滩涂的海堤龙口抗水流冲刷能力较差的问题,对海堤龙口水力学特性进行了研究分析,依据水力学理论及水量平衡原理建立了海堤龙口水力计算基本方程,该方程为非线性常微分方程,一般情况下难以给出精确解析解,依据数值分析理论利用经典四阶Runge-Kutta法结合MATLAB数值计算软件编程可给出数值解;另外,利用正弦函数拟合外海潮位周期变化特性,利用二次函数拟合围区库容-水位关系曲线,结合相关数值等效分析法及海堤龙口计算经验,给出了海堤龙口最大水位差与龙口宽度之间的近似解析计算方法;最后通过工程案例,利用MATLAB数值分析软件计算对比分析,认为本算法能满足工程实际应用要求。
		2019 Vol. 36 (9): 81-85,98 [摘要] ( 162 ) [HTML 1KB] [ PDF 2092KB] ( 1002 )

岩土工程

	86	李玫,王艳丽,谭凡,张婷
		筑坝堆石料的动模量阻尼比试验研究
		为研究目前在土石坝工程中遇到的长石砂岩类堆石料的动力特性,采用大型高压多功能静动三轴试验机,对某面板堆石坝长石砂岩类堆石料进行了动模量与阻尼比试验研究。分析了围压对最大动模量、动剪切模量比和阻尼比的影响,并以Hardin-Drnevich 模型为基础,确定主堆石料、过渡料和垫层料3种坝料的动模量和阻尼比等特性参数。试验结果表明:动模量随着动剪切应变的增大逐渐衰减,最大动模量随围压的提高而增大,各种材料的动剪切模量比随着动剪切应变的增大而减小,变化趋势满足Hardin-Drnevich公式,有效固结围压越大,动剪切模量比随动剪切应变衰减的速率越慢;阻尼比随着动剪切应变的增大而增大,围压越大,阻尼比越小,变化趋势可用提出的修正的Hardin-Drnevich公式进行描述。研究成果可为土石坝抗震设计与动力稳定评价提供理论基础。
		2019 Vol. 36 (9): 86-91 [摘要] ( 195 ) [HTML 1KB] [ PDF 2303KB] ( 1200 )

	92	肖林超,陈文强,姚文敏,熊爽,曾江波
		基于上限分析的渣土边坡抗滑桩桩位优化研究
		针对加固城市渣土堆填边坡的抗滑桩桩位优化问题,基于强度折减技术和极限分析上限法,采用遗传算法结合非线性规划SQP算法,提出了渣土边坡抗滑桩桩位优化方法。深圳市某渣土堆填边坡抗滑桩桩位优化分析结果表明:给定安全系数下,抗滑桩桩位对抗滑桩需提供的抗滑力、滑裂面以上桩长和最可能滑裂面都有显著影响;暴雨工况下的抗滑力、滑裂面以上桩长和最可能滑裂面范围均大于自然工况下的。考虑局部失稳问题,综合确定天然工况和暴雨工况下加固案例边坡抗滑桩最优桩位分别位于为桩位系数ε=0.3和ε=0.6附近。研究结果可为渣土边坡抗滑桩桩位优化设计提供技术指导和理论支撑。
		2019 Vol. 36 (9): 92-98 [摘要] ( 162 ) [HTML 1KB] [ PDF 2133KB] ( 1075 )

	99	姜燕,杨光华,孙树楷,贾恺,李泽源
		广州市南沙区软土物理力学指标统计分析
		根据广州市南沙区实际工程中收集到的共计299组软土试验成果,针对软土不同含水率区间,对南沙区软土基本物理力学指标进行了分区统计和分析,给出了软土强度指标、变形指标与含水率的关系,并与珠海横琴新区软土的相关力学特性进行了对比分析。结果表明:在相同含水率情况下,横琴新区软土压缩模量、直接快剪黏聚力、直接快剪内摩擦角等指标均低于南沙区软土指标,横琴新区软土指标相对更差;随含水率的增加,南沙区与横琴新区软土的压缩模量、直接快剪黏聚力呈较一致的递减趋势;直接快剪内摩擦角呈不同的变化趋势,南沙区软土直接快剪内摩擦角呈上下波动的趋势,无明显增减规律,横琴新区软土直接快剪内摩擦角指标呈递减趋势。研究结果给出了不同含水率区间软土指标的统计范围,可供南沙区及横琴新区的软土工程设计与施工参考或借鉴。
		2019 Vol. 36 (9): 99-103 [摘要] ( 180 ) [HTML 1KB] [ PDF 1598KB] ( 1315 )

	104	曾江波,张海宽,姚文敏,肖林超
		考虑地下水影响的多层渣土边坡抗滑桩最大桩间距研究
		近年来,随着现代城市工程建设规模的不断扩大,由工程弃土引起的渣土边坡稳定性日益引起各界的高度关注,但目前对多层渣土边坡的桩间距研究较少且大多数未考虑地下水对桩间距的影响。鉴于此,基于统一强度理论开展了考虑地下水与不考虑地下水2种条件下多层渣土边坡模型最大桩间距研究。首先采用GEO-STUDIO搜索出2种渣土边坡模型的潜在滑动面,查明了抗滑桩桩后推力分布特征,建立了考虑土拱受力形式的桩间土拱模型;然后根据基于统一强度理论的强度条件和平衡条件,推导出了各层滑体的最大桩间距计算公式;最后研究了多层边坡中各滑体相互作用形式,用于确定渣土边坡的最大桩间距。2种多层渣土边坡模型的计算结果显示:考虑地下水存在情况下的边坡的滑体体积和剩余推力更大,而稳定性系数和最大桩间距更小。深圳某渣土边坡实例的计算结果表明,本文所提出的最大桩间距研究方法对实际工程中多层渣土边坡中最大桩间距的确定具有一定的借鉴意义。
		2019 Vol. 36 (9): 104-109 [摘要] ( 175 ) [HTML 1KB] [ PDF 1835KB] ( 1036 )

	110	张帅,肖昭然,赵宪强,蒋敏敏
		桩长对桩与桩相互作用影响的试验研究
		为明确桩长对静压沉桩全过程中桩与桩之间相互作用产生影响的机理,通过室内模型试验,在中密实砂土中以2倍桩径为间距沉入双桩,研究了桩长对端阻力、卸除顶压后的桩周土压力以及双桩承载力特性的影响。结果表明:沉入过程中先沉桩和后沉桩的压入端阻力均随沉桩深度的增加而近似线性增大,当桩长(沉桩完成后沉入的总长度)为600 mm时,后沉桩仅比先沉桩的端阻力高0.2%左右,即此深度处2根桩的压桩端阻力基本达到极值;后压桩沉入前先沉桩的桩周土压力为后沉桩的90%左右,而后沉桩卸除顶压后先沉桩的桩周土压力总体为后沉桩的2~3倍,且随土压力盒埋深的增加而增大;相同深度桩周土压力均随桩长增大而降低;单桩试验时桩体极限承载力略高于先沉桩极限承载力2%~5%,提高的幅度随桩长增加而降低;不考虑桩间土作用双桩系统极限承载力约为单桩试验时极限承载力的2倍。研究成果对于进一步明确桩与桩相互作用机理和改善双桩承载力特性等均具有重要的工程意义。
		2019 Vol. 36 (9): 110-114,120 [摘要] ( 190 ) [HTML 1KB] [ PDF 1801KB] ( 991 )

	115	邬凯,杨雪莲,李佳
		基于DE-LSSVM的地下洞室群支护参数智能优化
		为解决大型地下洞室群三维支护优化计算量大、耗时长的问题,提出了一种基于差异进化算法(DE)和最小二乘支持向量机(LSSVM)的三维支护优化方法。该方法利用正交设计和FLAC^3D三维数值模拟构造学习样本,再用差异进化算法搜寻最优的LSSVM模型参数,由此构建支护参数与评价指标之间的非线性映射关系,最后用差异进化算法从一定约束条件下的全局空间中搜索最优的支护参数。利用该方法对某水电站地下洞室群上部开挖支护参数进行了优化,提出了经济合理的支护参数,确保了工程开挖稳定,说明该方法在大型地下洞室群三维支护优化中具有良好的应用价值。
		2019 Vol. 36 (9): 115-120 [摘要] ( 184 ) [HTML 1KB] [ PDF 1311KB] ( 1100 )

	121	周海清,李灿,汪儒鸿,彭国园,宋强辉
		离散元颗粒集合的应力路径相关性研究
		天然岩土在受荷过程中会经历不同的应力路径,应力路径相关性是岩土材料的一项基本特性。目前尚无明确研究证实离散元颗粒集合也同样具备应力路径相关性,在一定程度上影响了用离散元方法模拟天然岩土的可靠性。针对这一问题,采用PFC2D离散元软件搭建具有粒间胶结效应的颗粒集合,通过自定义Fish语言开发出能模拟不同应力路径的双轴压缩程序,对离散元颗粒集合进行了多组双轴压缩试验模拟。试验结果表明:离散元颗粒集合同样具有应力路径相关性。在相同颗粒黏结强度及不同初始围压的条件下,围压变小的应力路径比围压不变的应力路径使离散元颗粒集合达到的峰值强度更小。在不同应力路径影响下,离散元颗粒集合在强度特性、破坏特性上都表现出一定的差异性,其结果与真实岩土材料的室内试验结果相似,说明离散元颗粒集合同样具备应力路径相关性,可用来模拟天然岩土材料。
		2019 Vol. 36 (9): 121-124 [摘要] ( 164 ) [HTML 1KB] [ PDF 1981KB] ( 1094 )

	125	杜振江,刘武超,杨永奇
		大尺寸轮胎条－黄土混合物剪切特性试验研究
		为了探究轮胎条-黄土混合物(scrap tire strip-loess mixture,STR-LM)在直剪过程中的剪切特性,优化轮胎条掺量和形状特征,提高资源的循环利用率,利用Shear Trac-Ⅲ型大型直剪仪进行室内剪切试验,考虑轮胎条掺量(0%,10%,20%,30%,100%)及长宽比(u=1,2,4,8)对黄土抗剪强度的影响。结果表明:除素土及轮胎条掺量为10%之外,所有试样均表现出应变硬化特征;轮胎条掺量、长宽比的增加对提高黏聚力有显著影响,而对内摩擦角的影响较小;在试验范围内得出20%为最优掺量,STR-LM黏聚力相对于素土增加了56.5%;正应力为24 kPa和48 kPa时,长宽比为4时STR-LM取得较大的剪切强度,正应力为96 kPa和144 kPa时,长宽比为2时抗剪强度较大。STR-LM抗剪强度较素土最多提高了22%,从试验上证实了废弃轮胎改良黄土效果显著。研究成果对于将轮胎橡胶应用于湿陷黄土的地基处理及回填领域具有一定的工程指导意义。
		2019 Vol. 36 (9): 125-130 [摘要] ( 172 ) [HTML 1KB] [ PDF 2167KB] ( 1020 )

	131	赵守勇
		三场耦合作用下黏土岩损伤变形特性及本构模型
		深部地下围岩常常处于温度场、渗流场、应力场等多场耦合作用,研究黏土岩在温度-渗流-应力场耦合作用下的变形损伤演化过程尤为重要。从试验和理论模型2个方面对黏土岩开展了温度-渗流-应力三场耦合特性研究,结果表明:高温会造成黏土岩内部结构发生质的劣化,黏土岩的温度越高,其峰值强度越小,而应变变形量越大;渗透系数随变形总体呈先减后增的趋势,并在峰后阶段略有降低,分别与体变压缩硬化、剪胀损伤、软化剪胀3阶段相对应,体积变形的转折拐点即为渗透率加速增大的临界点;黏土岩的渗透率随温度升高呈先减小后增大的趋势,当温度＜50 ℃时,渗透率随温度升高而减小,当温度＞50 ℃后,随温度升高而增大;温度越高,黏土岩的“实损伤”发展越快。基于试验结果,建立了温度-渗流-应力三场耦合作用下的损伤本构模型,该模型能较好地模拟黏土岩三场耦合作用下的损伤变形演化过程。
		2019 Vol. 36 (9): 131-135,141 [摘要] ( 186 ) [HTML 1KB] [ PDF 1778KB] ( 1045 )

水工结构与材料

	136	陶喆,王瑞骏,李阳,付腾欢,何晓莹
		受硫酸盐侵蚀的再生混凝土耐久性研究
		为研究再生粗骨料取代率对再生混凝土抗硫酸盐溶液侵蚀性能的影响规律,进行干湿循环和硫酸盐溶液的耦合试验,探究了随着干湿循环龄期的增长,再生粗骨料取代率对再生混凝土的质量损失率、伸长率、相对动弹性模量、硫酸根离子扩散深度的影响。试验结果表明:再生粗骨料掺量为100%的再生混凝土的质量损失率最大,达到了0.35%;试件的相对动弹性模量下降速度变化较复杂,分为匀速下降期、缓慢过渡期、加速下降期;试件伸长率随着侵蚀龄期的增长逐渐增大,且增幅越来越大;试验过程中,硫酸根离子逐渐向试件内部扩散,侵蚀破坏逐渐向深层移动,且再生粗骨料掺量越多的试件内部破坏得越快、越明显。研究结果可为实际工程中再生粗骨料的掺量选择提供参考。
		2019 Vol. 36 (9): 136-141 [摘要] ( 170 ) [HTML 1KB] [ PDF 1740KB] ( 1105 )

	142	董伟,苏英,林艳杰,肖阳
		粉煤灰对再生混凝土抗碳化性能的影响
		粉煤灰再生混凝土符合“十三五”规划绿色发展理念,粉煤灰及再生骨料等废弃物的有效利用具有重大的经济意义和环保意义。试验设计了不同粉煤灰掺量(0%,15%,25%,35%,45%)的再生混凝土,研究粉煤灰再生混凝土的碳化规律,并建立碳化预测模型。结果表明:混凝土的碳化深度与碳化时间及粉煤灰掺量呈正比关系;CO₂扩散系数与粉煤灰掺量呈线性函数关系。建立了基于CO₂扩散系数的碳化深度预测模型,模型的建立为粉煤灰再生混凝土的应用提供了重要支撑。
		2019 Vol. 36 (9): 142-145 [摘要] ( 166 ) [HTML 1KB] [ PDF 1663KB] ( 1078 )

	146	张戎令,万通,康健,李延盛,马娇娇,赵文斌
		干旱气候下不同养护方式对混凝土抗裂性能的影响
		西北地区干旱少雨,蒸发量大、昼夜温差大等恶劣的气候环境易导致混凝土开裂,合理的养护方式可提供混凝土硬化过程中必要的温湿度条件,提高混凝土抗裂性能。为研究干旱气候下养护方式对混凝土抗裂性能的影响,对混凝土裂缝宽度、开裂时间、裂缝长度和裂缝数目进行了统计和分析。结果表明:干旱地区恶劣气候条件易导致混凝土产生干缩裂缝,若不采取适宜的养护措施,在混凝土拆模后的一段时间内会造成混凝土开裂。试验发现:在恶劣气候条件下,塑料薄膜包裹养护、洒水养护等常规养护措施难以满足混凝土硬化时所需的温湿度条件,抗裂性能较差;蒸汽养护可有效防止混凝土早期开裂,亦可减少裂缝数目和抑制裂缝宽度的发展,提高混凝土抗裂性能。研究得出蒸汽养护方式可为特殊环境(干旱)下的混凝土预防开裂提供借鉴。
		2019 Vol. 36 (9): 146-149,160 [摘要] ( 180 ) [HTML 1KB] [ PDF 1447KB] ( 974 )

	150	方冉,庞建勇,黄金坤,姚韦靖,王凌燕
		超细粉煤灰水泥浆液可注性试验研究
		超细粉煤灰作为电厂废弃物具有分布广、细度模数小的特点,将其掺入水泥中配制成超细粉煤灰水泥浆液,可以提高浆液的流动性和可注性。以水灰比、超细粉煤灰掺量和水玻璃掺量为主要因素进行正交试验,测定了所配浆液的胶凝时间、黏度、结石率等物理性能指标,并对结果进行极差分析、方差分析和回归分析;研制出一种新型胶凝时间可控的超细粉煤灰水泥浆液,并回归出胶凝时间预测公式;对所配浆液进行可注性模型试验。结果表明:在水灰比为0.8、超细粉煤灰掺量为70%、水玻璃掺量为15%时,超细粉煤灰水泥浆液具有良好的胶凝时间和黏度,与普通水泥浆液相比具有更好的可注性。
		2019 Vol. 36 (9): 150-154 [摘要] ( 157 ) [HTML 1KB] [ PDF 1521KB] ( 1248 )

信息技术应用

	155	吴鹏飞,柳林,乔骁,周杰,刘金涛,李晓鹏,韩小乐
		基于LiDAR的青藏高原山坡小流域地形提取方法
		数字高程模型(DEM)的精度和分辨率影响着地形分析的结果,这种影响在高原、高山地带尤为明显。以拉萨河夺底沟小流域一处山坡为研究对象,选取典型剖面对比3种DEM数据对实际地形的还原效果。分析表明:SRTM和ASTER GDEM地形数据在青藏高原高山区存在高估山谷谷底高程、漏失地形要素的现象,使用LiDAR技术获取的DEM则可以准确反映实际地形。针对8种分辨率(1,2,5,10,15,20,25,30 m)的LiDAR DEM,使用局部方差均值分析坡度、平面曲率、剖面曲率等地形属性,发现低分辨率DEM在高山地区会遗失大量地形信息,造成地形平坦化和山坡微地形改变。为避免高山地区地形特征失真,给出了坡度和曲率研究适用的最小分辨率阈值:在坡度研究中使用的DEM分辨率应<5 m,曲率研究的最优分辨率为1 m。研究表明在青藏高原高山区,使用LiDAR技术提取高分辨率DEM具有远大的应用前景。
		2019 Vol. 36 (9): 155-160 [摘要] ( 155 ) [HTML 1KB] [ PDF 1608KB] ( 1013 )

仪器设备与测试技术

	161	吴鹏,杨江,王敏
		远程分布式地下水位监测系统
		地下水、水库等水位的变化情况直接和人类生活息息相关。目前一般采用水尺或水位计进行水位测定,很多时候只能在现场进行人工水位测量,往往造成观测结果不准确等问题。为解决人工操作带来的不利影响,通过采用嵌入式系统搭建B/S架构的远程水位监测系统,能实现24 h水位实时监测和数据存储,可远程进行数据下载和查看,系统测量分辨率可达1 mm,测量精度在2 cm以内,既可用于单点的监测,也可用于多点区域性分布式监测。经试验证明,该水位监测系统能实现长期稳定的水位观测,能满足大部分水位监测领域的需求。
		2019 Vol. 36 (9): 161-166 [摘要] ( 213 ) [HTML 1KB] [ PDF 3304KB] ( 1096 )