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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
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
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玻璃钢/复合材料
2020年 37卷 3期
刊出日期 2020-03-01
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
信息技术应用
仪器设备与测试技术
第十届全国青年岩土力学与工程会议专栏
封面与目次
0
封面与目次
2020 Vol. 37 (3): 0-0 [
摘要
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73
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669
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专家特约稿
1
陈飞勇, 堀田哲夫, 刘兵
水温分层水库中大规模高浓度泥沙侵入及长期浊水放流问题的对策
用数值模型描述了水温分层水库中大规模高浓度泥沙流入时的水动力学现象,定量研究并讨论了如何改善这种情况下水库形成的长期浊水化现象。在大流量、高浓度时,洪水水流沿着水库底部向下游高速流动,撞击大坝后造成的回流形成洪水的混浊水体与水库内周围环境水体的混合,导致水库长时间浑浊,形成长期浊水放流。该机理提示了减少洪水后库内混浊水体积的可能性。数值实验表明,如果合理采用选择性取水设备,或通过下层泄洪口可以成功地减少混浊水和清洁水体的混合,将洪水后库内残余混浊水的量减少88％。进一步的计算表明,如果可以改变温度跃层的位置或泄洪口的高程,则可以控制洪水时泥水在水库中的流动,以改善洪水后浊水放流的状况。
2020 Vol. 37 (3): 1-5 [
摘要
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江湖泥沙与治理
6
张辉, 虞邦义, 倪晋, 王久晟
近66 a来淮河干流水沙变化特征分析
为了分析淮河干流水沙变化特征,选定吴家渡水文站为代表性水文站,采用累积距平、M-K分析法、
R/S
分析法和Morlet小波分析法等方法,对吴家渡站1950—2015年水沙实测资料进行分析,研究淮河干流近66 a来水沙序列变化趋势、突变点及周期特征,并深入分析水沙条件突变及变化趋势的真实原因。结果显示:整体上淮河干流年径流量未呈现明显的增加或减小的趋势,但淮河干流来沙量则表现出明显的减少趋势,2000年后来沙量趋于稳定;淮河干流来沙变化具有较明显的阶段性特征,整体上呈现出多、少2个阶段的变化过程,发生突变的年份在1980—1984年之间,未来一段时间来沙量整体呈现减小的趋势;水库拦沙、农业种植改变下垫面、人工采砂及航道整治与河道疏浚的作用是导致淮河干流含沙量持续减小的原因;径流量第1—第3主周期分别为18,8,2 a,并且在未来短时间内将继续保持枯水期;输沙量整体上保持减少的趋势,第1—第4主周期分别为7,17,25,2 a,含沙量的第1和第2主周期分别为23,6 a,并且在未来短时间内将继续保持少沙期。研究成果可为淮河流域水资源管理与河道治理开发利用提供理论依据。
2020 Vol. 37 (3): 6-11 [
摘要
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257
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12
杨绪海, 李义天, 刘聪聪, 李思璇, 柴元方, 熊海滨
荆江门弯道近期滩槽演变特点及影响因素分析
三峡水库运用改变了下泄水沙条件,坝下游弯曲河型均呈现“凸冲凹淤”演变规律,以致碍航问题日益突出。为研究弯曲河型滩槽演变特点及其成因,以下荆江河段荆江门弯道为例,利用三峡蓄水后近15 a实测地形资料,采用逻辑推理及统计分析方法分析其影响因素并预测了航道变化趋势。结果表明:三峡工程运用后,凸岸边滩年际间呈持续冲刷趋势,冲刷位置不断下移导致河段展宽引起航道条件恶化;在平滩流量(20 000~25 000 m
3
/s)持续时间＞15 d的年份,凸岸边滩冲刷后退,反之淤长;冲淤幅度与年均来沙量,尤其细沙(
d
≤0.125 mm)含量密切相关,基本呈同步变化趋势;荆江一期工程实施后,在当前水沙条件下凸岸边滩会继续受冲,形成枯水双槽,航道条件将恶化。水沙过程的改变是弯曲河型滩槽演变的主要原因,遇大水且来沙量较少的年份,荆江门河段很可能出浅碍航,这可为下荆江弯曲河段航道治理提供一定的参考价值。
2020 Vol. 37 (3): 12-17 [
摘要
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249
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水资源与环境
18
邢领航, 贺蔚, 张健, 练继建, 马超
隔水幕分层取水研究进展及应用现状
分层水库春夏季下泄低温水效应显著,分层取水是解决上述问题的有效手段。隔水幕是一种较为新型的分层取水方案,具有造价低廉、发电水头损失小、运行灵活、施工便利等优点,对我国大量改建、扩建及新建水库具有重大的研究和应用价值。目前隔水幕在美国和日本部分水库已有工程应用和研究成果,其中美国主要关注下方过流的顶部挡水幕,而日本主要关注中小型水库。国内隔水幕分层取水研究还处于起步阶段,与当前巨大的工程需求不相适应。因此,在借鉴已有国际经验的同时,也需要针对我国水库特点,尤其是诸多大型深水水库,进行自主研发,提出一套适用于我国的隔水幕分层取水理论和施工、运行、调控技术。梳理了现有水库隔水幕分层取水的研究现状,并剖析了研究及应用中存在的各类问题,并对隔水幕后续的研究及应用提出了建议。
2020 Vol. 37 (3): 18-25 [
摘要
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259
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26
丰桂珍, 杨银, 江立文
天然有机物引起的超滤膜污染研究进展
天然有机物(NOM)在多种地表环境介质中广泛存在。超滤(UF)膜有去除水体中胶体物质、部分细菌及病毒等优势,但NOM所带来的膜污染会限制UF技术广泛应用。在阐述天然有机物来源、特性及去除工艺的基础上,从亲疏水性能、分子量大小和表面荷电性能3方面,分析了NOM性质对超滤膜污染的影响。从优势污染物的确定、膜面有机污染物类型的解析、污染层形态特征的分析及微观相互作用力的表征4个层面,综述了天然有机物引起的超滤膜污染的研究现状,并对超滤膜污染机理研究的方向进行了展望。研究成果可为缓解NOM对UF膜的污染提供理论支撑。
2020 Vol. 37 (3): 26-31 [
摘要
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332
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32
李博, 王先庆, 彭雄武
信息融合型页岩气开采区含水层富水性预测——以凤冈区块为例
页岩气在开采过程中不但容易污染地下水资源,而且还需要大量的水资源来保障水力压裂技术的用水量,因此预测页岩气开采区的地下水富水性对于合理保护和利用页岩气开采区的地下水资源具有重要的意义。在总结岩溶地区含水层富水性主要控制因素的基础上,利用层次分析方法(AHP)建立了融合多源信息的含水层富水性评价模型,确定了因素权重,然后利用地理信息系统(GIS)技术的信息处理和空间展示功能制作了各富水性影响因素专题图,并对各专题图进行了信息融合叠加,最终完成了凤冈页岩气开采区的含水层富水性评价预测。基于GIS技术的信息融合型含水层富水性评价方法可以有效地反映含水层富水性这一受控于多因素影响且具有非常复杂形成机理的非线性动力现象,可为页岩气开采区的地下水资源利用与保护提供依据。
2020 Vol. 37 (3): 32-36 [
摘要
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183
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防洪减灾
37
廖力, 周雪芹, 邹强, 高峰, 纪锋
基于柔性耦合权重的四川省洪灾评估标准计算
洪灾损失具有随机性、模糊性和不确定性,其评估标准难以确定。采用加权模糊核聚类(WFKCA)方法对四川省历史洪灾样本集进行模糊聚类迭代运算,提取其中的内在分布特性,从而计算出洪灾损失各类别间的边界值,作为洪灾损失评估的参考标准。为了使评估工作具有一定普适性,针对性地选取了评估指标体系,并且对绝对值及相对值2种标准进行了探讨。考虑到指标权重对评估工作的关键性,利用模糊层次分析法计算出的主观综合判断矩阵推导出各指标权重的专家组指导性范围,并用来约束WFKCA对客观权重的搜索范围,得到在满足专家组主观决策偏好的前提下尽可能对代表客观性的聚类效果进行优化的主、客观性间柔性耦合的权重。实例分析证明本文提出的方法计算出的洪灾评估标准较为可靠,具有一定的参考价值。
2020 Vol. 37 (3): 37-44 [
摘要
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235
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45
杨哲豪, 吴钢锋, 张科锋, 董平
溃坝洪水对构筑物冲击荷载的数值模拟
洪水巨大的冲击力对坝区及堤岸构筑物造成很大的破坏,准确计算溃坝洪水对构筑物的冲击荷载对于建筑物的安全设计是十分必要的。采用有限体积法和中心迎风格式建立了二维数值模型,用于计算溃坝洪水对构筑物的作用力,并将该模型应用于全局溃坝和局部溃坝的物理模型试验。计算结果表明:该模型能够准确地模拟全局溃坝工况下洪水对构筑物冲击荷载的变化情况,而对于局部溃坝工况,本模型的计算结果较为平滑,无法模拟实际水流紊动的过程,但其最大冲击荷载的计算值与试验测量值相接近。相比于三维数值模型,本文所建立的二维数值模型程序简单、计算效率高、计算结果与实测结果总体吻合较好,能够有效地用于预测溃坝洪水对构筑物的冲击荷载。
2020 Vol. 37 (3): 45-50 [
摘要
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320
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51
邓金运, 刘聪聪, 高浩然, 马晨煜, 崔鑫
排水体系建设对城市洪涝灾害的影响
地下管网、水系等是城市重要的排水体系,直接决定着城市的洪涝安全。以武汉市光谷中心城为研究区域,采用一、二维耦合的水动力数学模型,进行了不同排水体系组合条件下的多方案城市雨洪模拟,量化分析了地下管网、规划水系建设对城市洪涝灾害的消减效果。结果表明:光谷中心城现状未形成成熟排水体系时,其内涝范围、淹没面积及受灾损失均最大,规划排水体系建设后,区域洪涝淹没面积和受灾损失消减率分别达56.58%,63.74%。由于作用范围及作用方式不同,单独建设水系对区域排涝的作用低于单独建设地下管网的作用。对不同土地利用类型比较,住宅用地减灾效果对城市排水体系的建设最为敏感。当下游湖泊水位较高时,湖泊对水系存在顶托作用,其对区域洪涝灾害影响的程度与河道纵向比降、河堤高程,以及地下管网和河道的连接状况有关。
2020 Vol. 37 (3): 51-56 [
摘要
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323
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工程安全与灾害防治
57
郑旭东, 陈天伟, 王雷, 段青达, 甘若
基于EEMD-PCA-ARIMA模型的大坝变形预测
针对大坝观测数据中存在的噪声容易掩盖实际变形曲线走势的问题,提出一种基于集合经验模态分解(EEMD)、主成分分析(PCA)和自回归移动平均模型(ARIMA)的大坝变形预测方法。通过对观测数据进行EEMD和PCA,从而构建映射矩阵,然后利用映射矩阵对原始数据构建的样本矩阵进行转换,实现消噪效果,进而对处理后的观测数据进行ARIMA建模预测,据此构建EEMD-PCA-ARIMA模型。依据所提出的模型对实际大坝坝顶水平位移观测数据进行预测分析,并与实测数据和经直接去掉高频分量消噪后的ARIMA预测模型、ARIMA预测模型、BP神经网络模型预测模型进行对比分析。结果表明:此方法能够更好地获取大坝的实际变形曲线,对于大坝变形预测而言是一种有效的方法。
2020 Vol. 37 (3): 57-63 [
摘要
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水力学
64
丁宁, 王子聪, 黄明海, 纪茹萱, 王思莹
流道宽度及来流速度对鲫鱼运动模式的影响
为考察鲫鱼在不同流道宽度和来流速度下的运动模式,在自循环型水槽中进行了鱼游运动观测实验。实验用鱼体长18~20 cm,体重180~200 g,流道宽度为7~60 cm,来流速度0.1~0.6 m/s。利用高速摄影对不同条件下的鲫鱼游泳运动过程进行了记录,使用image Pro等图像数据分析软件对鱼游运动的摆尾频率、振幅、体波数等参数进行了定量分析,并拟合得到了鱼游运动方程,归纳了各运动参数随来流速度和流道宽度的变化规律。分析结果表明:鲫鱼的摆动频率、摆动幅度及体波数随来流速度变化有明显的改变,而流道宽度对鱼游泳运动模式的影响有限;来流速度增大,鱼的运动频率、运动幅度、体波数均有所增加。目前与鱼游运动相关的研究多集中于流速对其摆尾频率和振幅的影响,少有探讨鱼体摆动的体波数这一参数,更少有探究流道宽度对鱼运动的影响。研究成果积累了相关实验数据,可增加对鱼游运动机理的认识,为鱼类洄游通道恢复措施的制定提供理论支撑。
2020 Vol. 37 (3): 64-69 [
摘要
] (
334
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1020
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70
叶伟峰, 黄华, 詹杰民, 张敖
波浪对圆柱外接圆弧型防波堤绕射的解析计算
在微幅波绕射理论的基础上,使用特征函数展开法,推导了圆柱外接圆弧型防波堤复合结构的水波绕射的解析解,并据此计算了该结构所受到的波浪载荷以及绕射波面分布。计算结果表明:与单一圆柱相比,外接圆弧型防波堤的存在可明显降低作用于圆柱的波浪载荷和圆柱表面的波浪爬高;采用外接堤表面密实或透空而内圆柱表面透空的结构形式可以取得圆柱防浪的较佳效果;结构透空系数、波浪入射角度、外接堤张角、外堤半径与水深比、水深与波长比等因素的变化对绕射波浪作用均存在一定影响。
2020 Vol. 37 (3): 70-77 [
摘要
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242
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岩土工程
78
李波, 喻志强, 李玫, 胡勇
渗漏对武汉地区长江一级阶地地连墙结构基坑影响的离心模型试验研究
武汉地区长江一级阶地是典型的二元结构地层,承压水与长江和汉江贯通,地下水位的变化极易对该区域的基坑工程造成危害,尤其是当基坑地连墙存在渗漏点时。假设承压水位上升导致渗漏点出现渗水或流砂,渗漏点逐渐增大甚至会威胁地连墙稳定,或导致墙外地表下沉。以武汉地区某临江基坑为原型,采用离心模型试验,针对地下水位升高引起地连墙薄弱点出现渗透的问题,研究基坑的变形和稳定性。试验结果表明,当基坑地连墙上部预设薄弱点且承压水位超过地连墙薄弱点时出现渗漏破坏,造成的地连墙外侧地基沉降明显增大,且影响范围大,这与基坑开挖引起的变形规律显著不同。研究成果为武汉地区长江一级阶地受承压水位影响的基坑工程设计和施工提供参考。
2020 Vol. 37 (3): 78-81 [
摘要
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267
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82
王创业, 常新科, 刘沂琳
花岗岩破裂全过程声发射时频域信号特征及前兆识别信息
为寻求岩石临界破坏判据和前兆特征,在花岗岩单轴压缩声发射试验的基础上,获得了岩石变形破裂全过程中的声发射时频域信号信息,结合频谱分析理论提取了波形信号的主频值,将时频域各特征参数联合起来,共同分析其变化特征及破裂前兆识别信息。研究结果表明:声发射事件率在高应力阶段之前,表现为以高、低值交替出现,到高应力阶段后,以中、高值交替出现;累积事件数表现为随荷载的增加快速上升,在极高应力时突然转为平缓;能率及累积能量随岩石加载过程可分为2段“活跃期”和1段“缓慢释放期”;主频分为1
#
—5
#
的5个频段,其中2
#
频段对应岩石破裂过程中最主要的破裂模式,3
#
,4
#
,5
#
频段属于高频段,1
#
频段属于低频段,高、低频段分别对应微小裂纹的萌生和微小裂纹闭合形成大裂隙;声发射时频域各参数均有较好的前兆识别特征,破裂前兆时间响应顺序为:主频最早,事件率、能率及累积能量次之,累积事件数最晚。研究成果可为声发射技术运用于实际岩土工程中监测预防煤岩复合动力灾害发生提供可靠依据。
2020 Vol. 37 (3): 82-89 [
摘要
] (
227
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90
徐鹏, 周剑波, 黄俊, 唐劲舟
循环加卸载下大理岩损伤与能量演化特征
基于常规三轴循环加卸载压缩试验,分析了大理岩压缩变形过程中的变形特征、能量耗散及损伤演化规律。基于试验结果进行了大理岩弹塑性应变分离,试验结果表明随着轴向偏应力的增加,大理岩轴向弹性应变近似呈线性增加,而侧向弹性应变呈非线性增长。基于变泊松比的假定,建立了大理岩非线性弹性应力-应变本构关系,并据此分离辨识得到大理岩轴向和侧向塑性应变。采用等效应变理论,定义了大理岩损伤变量
D
,相应得到了大理岩三轴压缩变形破坏过程中的损伤演化特征,根据岩石损伤演化曲线可将大理岩三轴压缩变形过程分为3个阶段;分析了大理岩三轴压缩变形过程中的应变能特征,计算得到了大理岩压缩变形过程中的弹性应变能及耗散能,结果表明大理岩岩体单元耗散能与损伤变量增量Δ
D
之间呈较好的线性关系,二者均可用于描述大理岩压缩变形过程中的损伤破坏特征。
2020 Vol. 37 (3): 90-95 [
摘要
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222
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96
陈隆庆, 张孟喜, 邱成春, 王东
土工格栅加筋包边填砂路堤模型试验研究
为探究包边填砂路堤荷载作用下的极限承载力特性、破坏形态规律及加筋性状,设计了土工格栅加筋包边填砂路堤结构,改装美国GCTS公司的USTX-2000动静三轴加载装置进行加载,通过改变加筋层数、筋材布置长度及包边土厚度对土工格栅包边填砂路堤进行一系列试验。对不同工况下包边填砂路堤的极限承载力、封层及坡面法向累积变形、位移变化进行研究。试验结果表明:土工格栅加筋和增加包边土厚度可以显著提高包边填砂路堤的极限承载力,并能减小封层中、封层右及坡顶、坡中的法向累积变形;无筋路堤的滑动面在路堤内呈折线状且并未通过坡脚侵入地基,在坡顶的黏土和砂芯交界处产生最大位移;土工格栅加筋及增加包边土厚度可以使滑动面向路堤内部迁移但形态不变,且最大位移处向路堤内部迁移。
2020 Vol. 37 (3): 96-101 [
摘要
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203
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102
樊水龙
基于SEM的干湿循环蚀变花岗岩分形特征与力学特性演化规律
分形维数是对岩石裂隙、破碎程度和损伤等细观特征的定量描述,岩石的细观结构往往会对宏观强度特征产生较大的影响。为了研究干湿循环侵水对蚀变花岗岩细观特征的影响,基于电镜扫描(SEM)试验,得到了经历不同干湿循环次数的蚀变花岗岩的细观图像,并通过盒维数法计算得到各岩样的分形维数,建立基于分形维数的细观损伤演化方程;其次,通过室内单轴抗压强度和抗拉强度试验,获得不同干湿循环次数下蚀变花岗岩的力学特性。通过试验数据,得到了干湿循环次数及分形维数分别与岩石强度特性和弹性参数的关系。研究表明:岩石干湿循环次数的增加在宏观上表现为抗拉强度、单轴抗压强度以及弹性模量的减小;在细观上表现为分形维数的增大;泊松比不受此影响。分形维数将岩石细观特征量化、建立了细观和宏观的联系。研究结果可为衡量蚀变花岗岩强度特性的指标提供依据。
2020 Vol. 37 (3): 102-107 [
摘要
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263
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108
闵明, 张强, 蒋斌松, 李全信, 王军鹏
实时高温下北山花岗岩劈裂试验及声发射特性
为了探究实时高温条件下岩石试样的拉伸试验和全过程声发射特性,采用MTS810电液伺服试验系统,进行了不同实时温度下核废料预选区北山花岗岩试样巴西劈裂试验,比较分析不同温度(25～1 000 ℃)下北山花岗岩宏微观的破坏特征、荷载-位移曲线、抗拉强度以及全过程声发射特征随温度的演化规律等。研究结果表明:随着温度的升高,北山花岗岩形成的裂缝越来越多,晶间裂纹的裂缝孔径逐渐增大,
T
> 400 ℃时形成明显的穿晶裂缝,失效模式也从脆性的拉伸破坏变为延性,呈Y型破裂模式;荷载-位移曲线形状由“下凹”型向“上凸”型转变,实时高温下北山花岗岩抗拉强度整体呈下降趋势,这种随温度的劣化趋势却表现出较强的阶段性特征;达到峰值荷载之前声发射(AE)事件存在平静期,随着温度的增加,这种平静期阶段变得越来越不明显,同时峰值振铃计数率逐渐减小。研究成果可供深部地下实验室建设和数值模拟提供参考。
2020 Vol. 37 (3): 108-113 [
摘要
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233
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114
张兴安, 曾国洪, 党建涛, 郭喜峰
三河口水库拱坝建基面选择及优化效果验证
针对引汉济渭工程三河口水库拱坝建基岩体,在勘察阶段利用地质钻孔进行了一系列钻孔岩体变形试验和声波测试工作,揭示了基岩变形特征,获得了钻孔岩体变形模量与声波波速的相关关系,建立了主要基于钻孔声波检测的建基面选择标准。据此建议建基面由原来的501 m高程优化到504.5 m高程。该优化方案的合理性已在坝基开挖及其变形监测中得以验证。
2020 Vol. 37 (3): 114-117 [
摘要
] (
230
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118
张兰慧, 王世梅, 江明, 刘凡
含砂黏性土抗拉强度影响因素的试验分析
许多土工建筑破坏都与土的抗拉强度密切相关,抗拉强度是土体重要的力学指标之一。与土的抗剪强度和抗压强度相比,土体抗拉强度从试验仪器到理论均不成熟。分析现有测量土体抗拉强度的仪器优缺点,自行研制了可自动读取数据的平卧式土工拉伸仪;针对特殊形状试样的饱和需求,对传统重叠式饱和架进行改进,设计了一种通用型重叠式饱和器。利用自制仪器进行在不同初始干密度、饱和度、含砂量下的含砂黏性土抗拉强度试验,分别探讨了各种因素对抗拉强度的影响。结果表明:抗拉强度随干密度的增加呈线性增加,随土体饱和度的增加先增加后减小且在饱和度为0.6左右达到峰值,随含砂量的增加先缓慢减小且在含砂量达到20%后迅速减小,含砂量>40%后抗拉强度逐渐趋于0。进而建立了抗拉强度与各影响因素之间的函数表达式。研究成果对实际工程中含砂黏性土抗拉强度的确定具有一定参考价值。
2020 Vol. 37 (3): 118-124 [
摘要
] (
237
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水工结构与材料
125
李洋, 蒋科, 黄明辉, 张振忠, 王述银, 何真
Na碱和K碱对低热水泥收缩性能的影响
通过分别外掺Na
2
SO
4
(Na碱)和K
2
SO
4
(K碱)的方式,将低热水泥的总碱含量提高至0.8%,1.2%和1.6%,研究了不同碱含量和不同碱类型对低热水泥干燥收缩和自收缩的影响,并从水化动力学和孔结构方面,探究了不同碱含量和不同类型碱对低热水泥收缩性能的影响机制。结果表明,碱促进了低热水泥的干燥收缩和自收缩,这种促进作用不可忽略,且对自收缩影响时效短于干燥收缩,而以K
2
SO
4
形式存在的碱更易促进低热水泥干燥收缩和自收缩。基于水化动力学和孔结构研究,不同类型碱对低热水泥收缩性能的影响机制在于:碱促进了低热水泥结晶成核和晶体生长过程,细化了孔结构,增加了与收缩性能相关的孔分布,而以K
2
SO
4
形式存在的碱,能使这种促进作用和细化作用更加明显。该研究可为精细化提高混凝土耐久性提供数据支撑。
2020 Vol. 37 (3): 125-130 [
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200
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信息技术应用
131
李翠漫, 许贵林, 卢远
广西桂东南区域崩岗关键影响因子及敏感性研究
崩岗是我国南方地区常见的自然灾害,但目前关于崩岗的研究大多是从定性上分析,鲜少有研究从定量上评估、预测其风险性。以桂东南区域作为研究区,利用RS与GIS技术,选取高程、坡度、坡向、土壤、地质、土地利用、植被覆盖度7个影响因子作为评价指标,以80%崩岗作为训练样本,采用Logistic模型计算出每个影响因子的权重并建立敏感性预测模型,利用ROC曲线进行模型拟合度评估,20%崩岗作为评价结果验证。结果表明:ROC曲线下的面积AUC值为0.718;地质是崩岗侵蚀的关键因子,其次为高程、坡向;研究区极度、高度、中度敏感面积分别占总面积的10.17%、19.30%、26.49%,敏感性评价结果与实际崩岗的分布趋势基本一致。研究结果表明Logistic模型可应用于区域崩岗的关键影响因子与敏感性评估中。
2020 Vol. 37 (3): 131-136 [
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137
卢焱鑫, 李永峰, 信明权, 李效宁, 刘树波
基于LSTM的水利信息分发实时推荐算法
随着水利信息化建设的逐步深入,水情信息的实时推荐需求越来越强烈。水利数据具有很强的时效性,要求推荐系统能够提供实时推荐服务。基于用户的协同过滤算法和基于信息的协同过滤算法(Item-based Collaborative Filtering,ItemCF)是推荐领域常用的2种算法,但两者在本质上都属于离线算法,不能满足水情信息分发实时性要求。提出了一种基于长短期记忆神经网络(Long-Short-Term Memory,LSTM)的水情信息分发实时推荐算法并对其优化。实验结果表明:基于LSTM的实时推荐算法在推荐时延方面最优,而优化的结合二分类模型和ItemCF推荐结果的实时推荐算法在推荐准确率方面最优,设计实现优化的基于LSTM的实时推荐算法综合效果较好,在保证水情信息推荐准确性的同时保证了推荐实时性。
2020 Vol. 37 (3): 137-143 [
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仪器设备与测试技术
144
韩晓玉, 刘元坤, 尹健民, 张新辉, 付平, 徐春敏
空心包体介质参数对应变片变形和测量精度的影响分析
空心包体式孔壁应变测试中的环氧树脂和粘胶介质参与应力和变形的传递,其变化规律可用来改善介质性能或提高测量精度。给出了数值模拟物理模型校验的程序,建立了针对性数学模型,结合地应力测量精度的定量表述,获得了空心包体介质参数对应变片变形和测量精度的影响规律。结果显示:单一介质模型条件下轴向应变片随介质参数的改变其变形量变化不明显,其它应变片随介质弹性模量(
E
)减小或泊松比(
μ
)增加而变形增大,反之则结果相反;
E
和
μ
参数的单独变化对测量精度的影响＜0.5%。双介质模型多个工况的模拟结果显示随着粘胶层
E
增加、
μ
降低至与岩体相同时,其轴向应变片变形量略增加,其它应变片变形量减小,量值误差显著降低,角度误差略有上升,该规律的技术转化可显著提升空心包体的测量精度。
2020 Vol. 37 (3): 144-149 [
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150
李斌, 郭亮, 刘双华, 詹程远, 王路
无线抬动监测装置电源管理关键技术研究
河北丰宁抽水蓄能电站(一期)在灌浆施工中存在大量的趾板帷幕灌浆。趾板帷幕灌浆在超压的情况下容易发生趾板变形破坏,常常需要对趾板抬动变形进行24 h不间断监测。但目前用于抬动监测的设备充电时间长达8 h,每次充电后设备只能连续工作3~4 d,难以满足连续监测的需求。结合抬动监测的特点,对该设备的充电和工作模式通过微型控制系统进行了管理,缩短了抬动监测装置充电时间并降低了装置的平均工作电流。对设备进行相关技术应用后,充电时间缩减到1.8 h,设备的连续运行时间提高到134 h,提高了设备的监测效率,满足了对趾板抬动变形进行24 h不间断监测的需求。
2020 Vol. 37 (3): 150-154 [
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第十届全国青年岩土力学与工程会议专栏
155
张世斌, 李荣建, 王磊, 肖惠萍, 刘军定, 朱才辉
TDR测量黄土含水率的影响因素分析及其评价
时域反射法(TDR)已被岩土工程领域广泛用于测量土壤体积含水率。采用延安新区和吴起县2种黄土试样分别对TDR水分测试进行试验率定,分析了TDR水分测试过程中的测试误差,探讨了黄土的干密度及塑性指数等因素对TDR水分测试率定的影响。结果表明:TDR水分传感器未进行试验率定时,测试结果误差较大;当黄土试样在质量含水率一定时,TDR水分传感器测得的体积含水率与干密度之间均呈线性增长关系;对于塑性指数
I
p
<10的延安新区黄土,TDR水分传感器测得的体积含水率
θ
v
均大于烘干法测得的体积含水率
θ
w
,TDR测试结果均在等值线
θ
w
=
θ
v
下方;对于塑性指数介于10~17之间的吴起县黄土,当质量含水率
w
<12%时,
θ
v
>
θ
w
,TDR测试结果在等值线
θ
w
=
θ
v
下方,当
w
>12%时,
θ
v
<
θ
w
,TDR测试结果在等值线
θ
w
=
θ
v
上方。通过比较分析2个地区
θ
w
与
θ
v
的关系,建立了TDR水分测试结果的修正公式。研究成果为TDR水分传感器测定黄土含水率这一测试技术在陕北黄土地区的岩土工程应用提供了参考。
2020 Vol. 37 (3): 155-161 [
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162
刘硕, 王汉勋, 张彬, 徐能雄, 胡振法
基于Hoek-Brown强度准则的硬石膏采房群稳定性分析
如何合理地评价硬石膏采房群或采空区的稳定性对保证安全生产、处治现有采空区具有重大的意义。选取山东肥城某石膏矿为工程实例,通过室内试验获取硬石膏岩石的物理力学参数;结合现场调查和室内试验结果,采用广义Hoek-Brown强度准则和地质强度指标估算了硬石膏岩体强度;运用FLAC
3D
5.0建立数值仿真模型,评价了硬石膏采房群的整体稳定性。基于广义Hoek-Brown强度准则的单元安全系数法(ESFM),定量分析了硬石膏采房群的局部稳定性。结果表明:该硬石膏开采完形成的采房群围岩体塑性区大量贯通,房柱基本破坏;房柱围岩单元的单元安全系数介于0.9~1.1之间,处于欠稳定状态甚至不稳定状态;该硬石膏采房群整体稳定性和局部稳定性差。因此,应优化硬石膏的采矿方法或采取必要的支护以保证安全生产。研究结果为采房群稳定性分析提供了参考。
2020 Vol. 37 (3): 162-169 [
摘要
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170
张瑶丹, 陈筠, 施鹏超, 陈泰徐, 杨恒, 杨永宇
碱处理红黏土的力学强度试验研究
采用碱液加固红黏土,提高其力学强度,探讨在不同温度、不同干密度和不同加固方式下的碱液加固效果。并结合应力-应变控制式三轴仪对碱处理的红黏土进行了不同应力路径下的力学特性研究。结果表明:碱处理下,红黏土的力学强度随养护温度增加而明显上升,最优温度下无侧限抗压强度增强90.2%,最优干密度下的红黏土试样经过碱液处理后力学强度最大为162.1 kPa,碱液通过拌合的方式掺入加固效果最佳。不同应力路径下的红黏土三轴剪切试验表明,经过碱处理之后的红黏土在CTC(增
P
)、TC(等
P
)、RTC(减
P
)3种工况下,其抗剪强度均有所增加,有效应力路径的
c
值在CTC和RTC下增幅分别为77.84%和20.36%,
φ
值变化较小,但在TC路径下,
c
值基本未变,
φ
值增幅20.51%。研究成果对红黏土地基加固或基坑的支护设计具有实际意义。
2020 Vol. 37 (3): 170-177 [
摘要
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178
刘军定, 李荣建, 王磊, 孙萍, 张世斌
压力板仪排水通道中气溶水对吸力测试影响的理论修正
为了得到更为精准的土-水特征曲线,基于压力板仪测定基质吸力的原理,首先分析了测试过程中的主要影响因素,指出了空气在水中的溶解对试验结果造成的影响,在测量土-水特征曲线时应合理考虑空气在水中的溶解对试验造成的影响;然后依据空气在水中的溶解度,确定了排水通道内水中溶解空气的体积,修正了陶土板底部气泡体积的测量值;最后依据修正后的陶土板底部气泡体积,提出了土体试样中体积含水率的修正公式,从而可以得到更为合理的土-水特征曲线。此分析方法为得到更为精准的土-水特征曲线提供了一种探索思路。
2020 Vol. 37 (3): 178-182 [
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182
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