中国复合材料

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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
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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 4期
	刊出日期 2020-04-01

	封面与目次专家特约稿江湖泥沙与治理水资源与环境水土保持与生态建设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水利工程建设与管理第十届全国青年岩土力学与工程会议专栏

封面与目次

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		封面与目次

		2020 Vol. 37 (4): 0-0 [摘要] ( 76 ) [HTML 1KB] [ PDF 12721KB] ( 710 )

专家特约稿

	1	周火明, 张宜虎
		岩体原位试验新技术在水工复杂岩体工程中的应用综述
		为解决复杂岩石力学问题,研发了复杂应力路径岩体高压真三轴原位试验技术及流变试验技术、岩体原位大尺度模型试验技术以及岩体破裂扩展精细探测技术等岩体原位试验新技术,并将其应用于白鹤滩柱状节理玄武岩修建高拱坝适宜性、锦屏二级引水隧洞高应力条件下深埋岩体力学特性、乌江构皮滩垂直升船机软岩地基长期变形预测等水工复杂岩体工程关键技术问题的研究。主要研究成果为:①针对高地应力岩体和地下洞室开挖复杂应力路径岩体的变形破坏问题,获得了柱状节理玄武岩、深埋大理岩考虑中间主应力影响的非线性强度准则的强度参数;②针对高应力、复杂应力路径条件下复杂结构岩体的流变特性问题,获得了深埋大理岩流变参数;③针对柱状节理玄武岩松弛特性及预应力锚固防松弛措施,实现了柱状节理玄武岩开挖松弛过程以及岩体真三轴试验破坏过程声发射精细探测;④针对构皮滩超高垂直升船机桩-软岩复合地基长期变形问题,获得了桩-软岩复合地基流变参数。该成果提升了岩体原位试验技术水平,发展了岩石力学基础理论,对解决水工复杂条件下的岩石力学新问题提供了技术支撑。
		2020 Vol. 37 (4): 1-6 [摘要] ( 198 ) [HTML 1KB] [ PDF 7068KB] ( 1127 )

江湖泥沙与治理

	7	施骐, 张小峰, 许全喜
		不同水沙条件下顺直型河道交错边滩演变规律
		顺直型河道在自然河流演变中常常形成典型的具有犬牙交错形状的边滩地形,在不同水河条件的河流中,边滩发育演变情况各不相同,为了研究水沙条件对其演变的具体影响,利用室内概化模型试验,研究了顺直型河道交错边滩在不同水沙条件下演变的规律。试验发现:①上游来沙减少后,河段内交错边滩的面积及尺寸相应减小,交错边滩之间的间距也会缩短。②顺直型河段交错边滩的下移速度随上游来沙减少而减缓;其主要原因是大沙组情况下滩尾淤积,压缩附近的主槽主流,继而造成对岸下游的边滩头部冲刷下移,清水组情况下滩尾淤积的泥沙较少,该现象相应减弱。③顺直型河道在大沙条件下表现出冲滩淤槽的趋势,河道逐渐被“抹平”,滩槽差异缩小。④随着上游来沙的减少,河道主槽开始冲刷,在抗冲性较强的边界旁,主河道会顶冲河岸下切出深槽,滩槽更加分明,在交错边滩下移的同时,靠岸的深槽往往不会被填平,形成“倒套”。
		2020 Vol. 37 (4): 7-13 [摘要] ( 245 ) [HTML 1KB] [ PDF 5091KB] ( 1040 )

水资源与环境

	14	魏静, 林莉, 潘雄, 刘敏, 李明
		不同环境胁迫因子对藻类分子生物学特性的影响研究进展
		藻类是水生态系统稳定和生物多样性维持的重要因素,其在生长过程中会受到多种环境因子的胁迫,从而影响正常生命活动。针对不同的藻种(蓝藻、绿藻、硅藻、褐藻等),分析了气象因子(包括UV-B、干旱、高温等)、污染物(重金属、纳米材料、有机污染物、稀土元素等)、水体共存物(水体颗粒物、超标营养盐、H₂O₂等)3类环境胁迫因子对不同藻种生命活动的影响,并从藻类的抗氧化酶活性变化、细胞超微结构改变、DNA损伤等方面系统综述了不同环境胁迫因子对藻类分子生物学特性的影响。研究表明:藻细胞生长过程中,会形成一套清除ROS的抗氧化防御系统,它可以在藻体受到活性氧攻击时,减轻机体损伤,但当活性氧的产生速度超出抗氧化防御系统的清除能力时,过量的活性氧会对藻体造成氧化胁迫,导致藻细胞蛋白质功能丧失、超微结构受损、DNA损伤与突变,严重时会引起细胞代谢紊乱等,最终抑制藻体的生长发育。研究成果可为进一步系统探究逆境胁迫下藻类的生长状况及其分子生物学特性的变化提供依据。
		2020 Vol. 37 (4): 14-24 [摘要] ( 221 ) [HTML 1KB] [ PDF 8152KB] ( 905 )

	25	高华斌, 唐兵
		应对长江口咸潮入侵的临界流量经验模型研究
		1994年以来,长江口咸潮入侵严重威胁当地供水安全,随着长江上游水库群陆续建成,有关部门提出了通过上游水库群压咸调度保障长江口地区供水安全的方案。为明确压咸调度的目标流量(即临界流量),基于统计分析的方法,采用多元回归分析和主成分分析方法,选取实测站点数据建立了盐度-潮差-入海流量的相关关系统计模型,研究了咸潮发生的机理;通过模型分析多次咸潮入侵数据,确定临界流量为一个变化值,潮差290～335 cm下的临界流量在9 390～21 633 m³/s之间。研究表明,当长江口咸潮入侵时,单独依靠长江上游水库调度压咸所需的流量大,响应时间长,压咸效果不明显。因此,实际压咸调度应通过流域整体调度与本地蓄淡避咸水库共同作用应对咸潮入侵。
		2020 Vol. 37 (4): 25-29 [摘要] ( 219 ) [HTML 1KB] [ PDF 3415KB] ( 1177 )

	30	钱声源, 张乾坤, 陈从建, 杨国平
		焦作地区地下水水化学特征分析及水质评价
		2017年对焦作地区42个地下水样品进行了采集和测试,综合运用数理统计、Piper三线图和相关性分析等方法分析了该区地下水水化学特征,并运用单因子评价和基于主成分分析的模糊综合评价法对研究区地下水水质进行了评价。研究结果表明:地下水中Ca²⁺、Mg²⁺、SO^2-₄和HCO₃^-占主要优势,浅层地下水水化学类型按地下水径流方向由HCO₃-Ca型逐渐演变为HCO₃·SO₄-Ca·Mg型和HCO₃·SO₄·Cl-Ca ·Mg型,深层地下水水化学类型主要为HCO₃·SO₄-Ca·Mg型,局部为HCO₃·SO₄-Ca·Mg型;水体离子组分变化主要受碳酸盐、硫酸盐和岩盐等风化溶滤作用影响;单因子评价结果显示TH、Mg²⁺、TDS、SO^2-₄等组分的超标是影响地下水质量的主要因素;模糊综合评价结果显示研究区浅层及深层地下水质满足Ⅲ类水及以上标准的采样点,分别占总采样点的61%和75%。研究成果可为该地区水质评价和水资源合理开发利用提供依据。
		2020 Vol. 37 (4): 30-36 [摘要] ( 199 ) [HTML 1KB] [ PDF 4298KB] ( 1242 )

水土保持与生态建设

	37	赵宇鸾, 董顺舟, 旷成华
		长江上游典型山区森林转型的时空格局及模拟——以贵州省遵义市为例
		为了探讨长江上游典型山区森林转型过程,在长江经济带绿色发展背景下,以贵州省遵义市为研究区,分析了城镇化加速时期森林转型时空过程,并采用Logistic-CA-Markov耦合模型对2025年森林转型空间格局进行预测。研究表明:2000—2010年间遵义市森林转型特征显著,10 a间林地面积增加113 033.98 hm²;林地变化存在显著的空间分异特征;从土地利用类型转移看,新增林地来源主要是耕地,林地减少主要是由于水域和建设用地占用,林地的土地利用图谱变化以前期变化型和后期变化型为主;利用Logistic-CA-Markov耦合模型对2025年林地空间格局进行模拟,保持当前城镇化和经济发展水平下,未来15 a森林恢复仍将持续,但恢复速度趋缓。研究成果对指导长江上游生态屏障建设及科学认识山区城镇建设、经济发展与生态保护之间的关系具有一定意义。
		2020 Vol. 37 (4): 37-42 [摘要] ( 170 ) [HTML 1KB] [ PDF 4618KB] ( 1027 )

	43	张仕山, 朱雄斌, 汪小钦
		基于年际Landsat系列数据的长汀县水土流失治理区植被恢复监测
		恢复植被是水土流失治理最普遍的一种方式,植被不仅可以提高水土保持能力,同时也能作为水土流失治理成效好坏的标准。以福建省长汀县2000—2010年治理区为主要研究对象,通过构建2000—2015年以年为时间间隔的季相一致的中等分辨率Landsat时序数据集,利用归一化植被指数NDVI时序集对治理区域植被生长状态进行监测,并定量分析植被恢复情况与治理时间长度以及治理方式之间的关系。结果表明:①治理区域植被整体恢复趋势要明显优于未治理区域;②不同治理方式下植被恢复也有所差别,园改、经济林果和重复治理下植被恢复相对较快,封禁治理下植被恢复速度相对缓慢;③不同治理方式下植被增长幅度存在差异;④同种治理方式下,不同年份开始治理的区域植被恢复趋势也存在一定差异性。研究结果可为区域水土流失治理模式的选择提供参考,以期实现水土流失治理成效定量分析。
		2020 Vol. 37 (4): 43-49 [摘要] ( 202 ) [HTML 1KB] [ PDF 4990KB] ( 1031 )

防洪减灾

	50	孙正兰
		淮河入江水道行洪能力分析
		入江水道是淮河下游最大的泄洪河道,承担着淮河上中游70%以上的洪水泄入长江。根据1961—2018年大洪水期间的实测资料,利用水位流量法计算分析入江水道的泄洪能力和防洪能力。结果表明:因历史客观条件限制以及4个梯级控制河段整治的难度与复杂性,在不同时期各控制河段的行洪能力呈现各自不同的特点;经过多年持续有效治理,河道行洪能力整体得到提高;由近年来实测资料推算,各控制河段的行洪能力基本达到设计要求。对入江水道行洪能力的分析为淮河下游区的防汛抗洪和降低特大洪水威胁提供借鉴和参考,对区域经济社会又好又快发展具有现实意义。
		2020 Vol. 37 (4): 50-55 [摘要] ( 235 ) [HTML 1KB] [ PDF 4443KB] ( 1011 )

工程安全与灾害防治

	56	王喜安, 陈剑刚, 陈华勇, Nirdesh Nepal, 王飞
		考虑浆体黏度的泥石流流速计算方法
		泥石流浆体黏度通过影响泥石流内、外部的阻力特征影响泥石流的糙率系数,泥石流糙率系数与浆体黏度之间的关系还没有基于观测数据的定量表述。通过对云南东川蒋家沟泥石流观测资料的分析,研究泥石流糙率系数与浆体黏度之间的关系,并通过回归分析得到考虑浆体黏度的泥石流糙率系数计算公式,最后基于此构建了考虑浆体黏度的泥石流流速计算公式。结果表明,随着泥石流浆体黏度的增加,泥石流糙率系数逐渐增加,浆体黏度在宏观上表现为增阻作用,考虑浆体黏度的泥石流流速计算公式改进了现有公式在计算浆体黏度较高的泥石流流速中的不足。研究结果可为进一步研究浆体黏度对泥石流运动阻力的影响提供参考,也为工程实践中的流速计算和增阻消能设计提供新的思路。
		2020 Vol. 37 (4): 56-61 [摘要] ( 251 ) [HTML 1KB] [ PDF 4093KB] ( 1053 )

水力学

	62	张靖, 沈欣菲, 周升龙, 李雪梅, 张庆华
		橡胶坝塌坝最大泄流量快速估算方法
		橡胶坝塌坝产生的最大泄流量是汛期橡胶坝控制运用的关键,为了快速准确地计算橡胶坝塌坝产生的最大泄流量,依据橡胶坝坝高、河道比降、蓄水量、坝长及塌坝时间等因素组合了102个塌坝方案,模拟计算了塌坝产生的最大泄流量。分析表明,橡胶坝塌坝产生的最大泄流量与坝长、蓄水量、河道坡度、坝高、塌坝时间等因素有关。在此基础上,利用统计分析方法建立了橡胶坝塌坝产生的最大泄流量估算经验公式,该公式包括了蓄水量、塌坝时间、坝长、坝高、侧收缩系数等因素。经验证该公式具有快速、准确的特点,方便实用。
		2020 Vol. 37 (4): 62-66 [摘要] ( 334 ) [HTML 1KB] [ PDF 3323KB] ( 926 )

岩土工程

	67	梁瑞, 朱冕, 周文海, 黄小彬, 杜超飞, 邓克飞, 周永涛
		球状药包应力波叠加过程的破岩特性
		为分析非同源炸药包起爆后应力波叠加过程的破岩特性,以同时起爆相同球状药包为对象建立物理模型,根据所定义的破岩角β分析爆炸应力波叠加后的应力状态并构建斜交叠加的峰值应力变化函数,在此基础上利用LS-DYNA软件进行等效数值模型验证,对所建立的数值模型提取一系列监测单元,结果表明:依据应力函数得出了球状药包间爆炸应力波叠加时易产生破坏的应力交角β范围在arctan λ≤β<90°内(λ为侧压应力系数);通过观测不同监测单元对应爆炸应力峰值的变化趋势发现与所建立的理论峰值应力函数模型变化趋势基本吻合,证明所总结球状药包产生的爆炸应力波叠加过程破岩规律特性与理论规律效果相符合。研究成果可为采用球状药包的破岩工程提供理论参考和依据。
		2020 Vol. 37 (4): 67-72 [摘要] ( 214 ) [HTML 1KB] [ PDF 3767KB] ( 853 )

	73	邓念东, 薛圣泽, 段钊, 马建全, 唐皓
		中细砂与有机玻璃界面剪切模型
		为了研究试验材料与有机玻璃界面剪切特性,对中细砂-有机玻璃接触界面开展直剪试验,对比了不同法向应力下的应力-应变曲线,并以峰值强度为界限将曲线划分为峰前阶段和峰后阶段2部分,在此基础上,建立了适用于中细砂-有机玻璃界面的剪切模型,通过分析试验数据得到了模型参数,最后与实测数据进行了对比验证。结果表明:随着应变或剪切位移的增加,中细砂-有机玻璃界面上的剪切过程会表现出明显的应变软化特征,界面峰值强度和残余强度包络线可通过摩尔-库伦强度准则计算得到,对应的峰值摩擦角为28.3°,残余摩擦角为24.1°。利用研究得到的参数所构建的峰前与峰后模型能够较好地拟合实测数据,可为地质灾害物理模拟试验设计及材料接触界面剪切行为建模提供参考。
		2020 Vol. 37 (4): 73-78 [摘要] ( 159 ) [HTML 1KB] [ PDF 3957KB] ( 998 )

	79	乔志甜, 李强, 张杰, 李萍, 沈伟, 李同录
		基于Monte Carlo法的黄土二维微观结构模型构建
		从微观尺度研究土的力学行为是揭示其力学机理的一种有效途径,为此首先建立其微观结构模型。目前常通过光学显微镜或者扫描电镜图像获取黄土的微观结构,但将其直接用于二维建模时,存在颗粒悬浮和叠置的问题。基于黄土的颗粒累积分布曲线和实际颗粒形态,提出了一种随机生成其二维微观结构模型的方法。首先将颗粒累积分布曲线按粒径范围分为若干区间,从各区间上随机抽取粒径值,形成满足其粒径分布的粒径数据库;再根据黄土颗粒的微观图像建立颗粒的形态数据库。从这2个数据库中随机抽取颗粒粒径和形态,生成具有随机大小、形态的颗粒库。采用Monte Carlo法将这些颗粒在模型顶端随机投放,建立黄土的二维微观结构模型。该模型为黄土微观力学行为的分析提供了原型。
		2020 Vol. 37 (4): 79-84 [摘要] ( 200 ) [HTML 1KB] [ PDF 5129KB] ( 1161 )

	85	史世波, 陈必光, 舒恒, 李秀娟, 赵先宇, 肖黎
		水下盾构隧道地震液化数值分析
		砂土地震液化会造成地基失效和结构受损,因此场地液化判别至关重要。国内外规范中的液化判别方法简单实用,但均存在局限性。为更准确、全面地进行场地液化判别,利用三维有限差分程序FLAC^3D,结合孟加拉卡纳普里河底盾构隧道项目,对典型钻孔位置土层的抗震液化特性进行数值分析。利用FLAC^3D中的FINN模块建立土层三维模型,在重力平衡和水压力平衡后施加合理的地震波,进行动力计算,计算模型每个单元在计算过程中的最大超孔压比,若最大超孔压比=1,则该位置土体发生液化;若最大超孔压比<1,则该位置土体不会液化。计算后,部分土体的最大超孔压比=1,其他范围土体的最大超孔压比均<1。研究表明该地区土层会发生地震液化,且不同位置处液化深度不同、液化范围也不同,该数值分析液化判别结果与规范法判别结果一致。
		2020 Vol. 37 (4): 85-89 [摘要] ( 178 ) [HTML 1KB] [ PDF 3391KB] ( 1040 )

	90	李东明
		厦门地铁隧道变形控制指标的确定方法
		依托厦门风化花岗岩地层的盾构隧道工程,以土体参数的空间变异性为切入点,针对当前隧道变形控制指标体系存在的针对性不足、科学性不够及适用性不强等问题,结合现场监测数据的统计分析和基于随机场理论的可靠度分析,提出了厦门轨道交通隧道工程变形控制指标的综合确定方法。结果表明:厦门典型风化花岗岩地层中,盾构隧道施工引起最大地表沉降的统计平均值为-13.50 mm,监测数据的95%分位数约为-32.42 mm;根据可靠度分析,最大地表沉降服从标准正态或对数正态分布形式,随机计算所得最大地表沉降的95%分位数为-35.43 mm。从安全角度出发,建议将-35.0 mm作为厦门典型风化花岗岩地层盾构隧道施工地表沉降的控制值。
		2020 Vol. 37 (4): 90-95 [摘要] ( 304 ) [HTML 1KB] [ PDF 4274KB] ( 1117 )

	96	马泉坤, 徐舜华, 刘琨, 孙军杰, 田文通
		颗粒组构对砂土三轴压缩性状影响的细观分析
		基于离散元开源系统Yade,开发一种可以确定材料初始孔隙度与级配的滚动阻力DEM模型,结合Labenne砂的室内试验与引入滚动效应的三轴压缩模型的数值试验,探索了组构特性对砂土材料的力学性质及微观参数的影响。基于数值试验结果,分析了模型中颗粒力链、位移场及应变场等随着三轴模型变形的变化规律。通过制备5组不同级配与3组不同孔隙率的数值模拟试样,对比Labenne砂的室内试验。结果表明:①不均匀系数与孔隙率对砂土峰值强度有明显的影响;②不均匀系数对颗粒配位数及局部应力有很大的影响;③砂土剪切面的破坏模式为沿着剪切面由内向外扩展破裂。
		2020 Vol. 37 (4): 96-103 [摘要] ( 185 ) [HTML 1KB] [ PDF 6919KB] ( 991 )

	104	马云长, 苏培东, 邱鹏, 郑智洋, 耿博川
		岩质边坡坡率与滑动面倾角对锚固效果的影响
		以含结构面的岩质边坡为例,首先采用ANSYS进行建模与网格划分;之后使用FLAC^3D软件内置接触面语句,建立固定的滑动面倾角;最后采用强度折减法求解边坡的安全系数。通过对理论公式的推导与数值模拟结果的拟合,得出如下结论:①在岩质边坡中,通过理论推导,将最优锚固角定义为锚杆自由段承受最大抗滑力时所对应的锚固角。②当坡率固定时,锚固角与安全系数呈负相关关系,随着锚固角增大,安全系数逐渐减小;当滑动面倾角固定时,在最优锚固角状态下,边坡的安全系数随着边坡坡率的增大而减小。③当滑动面倾角固定时,锚固角与安全系数呈负相关关系,随着锚固角的增大,安全系数逐渐减小;当坡率固定时,在最优锚固角状态下,随着边坡滑动面倾角的增大,安全系数先减小后增大。
		2020 Vol. 37 (4): 104-108 [摘要] ( 190 ) [HTML 1KB] [ PDF 3290KB] ( 1107 )

	109	闫章程, 孙辉, 李利平, 胡超, 周宗青, 高上, 成帅, 胡慧江
		灰岩单轴压缩过程中干燥与饱水状态对声发射特征的影响
		为探究水岩耦合条件下的声发射规律,通过开展干燥与饱水灰岩单轴压缩条件下的声发射监测试验,并结合快速傅里叶变换、短时傅里叶变换与离散小波变换这3种常用的声发射信号分析方法,对比分析了干燥与饱水灰岩的时域参数、频率特征与典型破裂信号的时频特征。结果表明:水对于岩石的变形破坏特征影响显著,相对于干燥状态,饱水试样的单轴抗压强度下降明显,且幅值、能量以及振铃计数等基本时域特征参数均呈现出大幅降低的特点;岩样破坏前,干燥与饱水灰岩都表现出由“高主频、低幅值”向“低主频、高幅值”过渡的总体变化趋势;干燥岩样破坏前主频值高于饱水岩样,完全破坏后却低于饱水岩样,主频下降幅度大,而饱水岩样的主频值波动较小,频率较为稳定。研究结果对于工程尺度的防突机构声发射监测具有一定的参考价值。
		2020 Vol. 37 (4): 109-114 [摘要] ( 191 ) [HTML 1KB] [ PDF 5077KB] ( 1123 )

	115	袁彬, 徐凡献, 廖欢, 邓凯丰, 钟雨田, 金涛, 罗刚
		控制型结构面几何参数对隧道围岩稳定性的控制效应——以郑万高铁向家湾隧道为例
		隧道围岩变形破坏与岩石强度、结构面特征、地下水和地应力等因素关系密切,其中控制性结构面的几何参数(间距和倾角)影响着隧道围岩的宏观完整性和开挖后的应力分布,进而控制着围岩塑性变形和结构面剪切滑移。为研究结构面几何参数对隧道围岩稳定性的控制效应,以郑万高铁向家湾隧道为例,在区域地质环境调查、隧道掌子面地质素描和岩石物理力学参数测定的基础上,使用UDEC离散元软件分析了不同几何参数结构面的隧道围岩变形破坏特征。研究表明隧道结构面间距和倾角对围岩变形破坏影响显著,当结构面间距＞1/10洞直径,倾角位于0°~30°范围内时,隧道施工过程中围岩稳定性相对较好。本研究对类似隧道安全施工具有实践指导意义。
		2020 Vol. 37 (4): 115-121 [摘要] ( 188 ) [HTML 1KB] [ PDF 5650KB] ( 1211 )

水工结构与材料

	122	刘静, 姚栓喜, 孙春华, 卫小娟
		计算电站流道垫层结构内水压强分配值的方法
		明确流道中的垫层结构内水压强分配值在水电站设计中至关重要。结合ANSYS后处理特性,提出了利用有限元软件计算分析外围混凝土、钢板以及有无垫层区内水压强分配值的4种计算方法,即节点应力处理法、截面内力法、节点应力积分法、等效力法,并给出相关验证说明。可针对所计算结构的复杂程度选取相应的计算方法,其中利用等效力法可以求解整体复杂三维模型中钢板和外围混凝土分配值,其操作简单,成果可靠,解决了用简化二维模拟的方法分析整个三维结构各部位分配的内水压强数值的问题。
		2020 Vol. 37 (4): 122-126 [摘要] ( 163 ) [HTML 1KB] [ PDF 3391KB] ( 930 )

	127	杨晶
		基于核磁共振成像的混凝土冻融损伤特征
		为研究多次冻融循环过程中材料内部孔隙分布的变化特点,采用低强度磁场核磁共振成像扫描仪对经过0,50,100和200次冻融循环的混凝土试件进行扫描,获得了弛豫时间T₂分布谱和扫描图像。研究结果表明:随着冻融循环次数的增加,表征材料孔隙率大小的T₂谱面积呈现初期增速较快,后期增速减小的规律;小孔隙含量随循环次数增加而减小,大孔隙含量随循环次数增加而上升;不同损伤程度的混凝土试件的核磁共振(NMR)扫描图像与T₂分布谱的变化特点具有较好的同步性,体现了扫描结果的准确性。研究成果有助于加深对混凝土在冻融循环过程中结构损伤演化规律的认识。
		2020 Vol. 37 (4): 127-131 [摘要] ( 273 ) [HTML 1KB] [ PDF 3655KB] ( 1108 )

	132	王普, 陈灯红, 程卓群, 刘苗苗, 孙尚鹏
		单轴压缩下混凝土的能量演化规律
		为研究混凝土在破坏过程中的能量演化规律,对混凝土试件在不同侧应力(0,0.1f_c,0.3f_c,0.5f_c)、不同应变速率(10^-5/s,10^-4/s,10^-3/s,10^-2/s)下进行循环加-卸载试验,得到单轴压缩下输入总能量、弹性能和耗散能随应变增长的演化和分配规律。试验结果表明:在整个加载阶段,应变速率为10^-5/s及10^-4/s时,混凝土输入总能量、弹性能、耗散能都随应变的增大而先增大后减小;应变速率为10^-3/s及10^-2/s时,混凝土输入总能量、弹性能、耗散能都随应变的增加而逐渐增加;在相同侧应力下,应变速率增大,混凝土在破坏时积聚的能量和混凝土的储能会增加;混凝土达到储能极限时弹性能比例最小为30%,而最大为58%;在应变速率相同时,混凝土的储能极限随着侧应力的增大而增大,侧应力会抑制裂缝的发展;在侧应力为(0.1,0.3)f_c时,混凝土的弹性能密度随侧应力增大呈线性增大。研究成果有助于研究人员了解混凝土的破坏过程。
		2020 Vol. 37 (4): 132-137 [摘要] ( 223 ) [HTML 1KB] [ PDF 4579KB] ( 979 )

信息技术应用

	138	张白玉, 邱新法, 曾燕, 韦翔鸿, 王丹丹, 朱晓晨
		基于TRMM和FY-2C的长江流域月降水量的网格化估算研究
		基于TRMM和FY-2C降水产品,结合气象站观测资料和DEM数据,采用基于区域分月的逐步回归算法,建立降水估算模型。通过模型估算得到长江流域2007年1月、4月、7月、10月降水量的空间分布图,并对得到的结果进行检验和分析。结果表明:模型对2种降水产品能进行有效的订正;模型估算的TRMM降水产品1月、4月、7月、10月的平均相对误差分别是37.7%,47.3%,44.2%,41.9%,FY-2C降水产品1月、4月、7月、10月的平均相对误差是46.3%,50.9%,39.8%,48.8%;模型模拟的TRMM降水的全年相关系数是0.838, FY-2C降水的全年相关系数是0.811,通过两者对比发现,TRMM降水产品作为趋势项的精度较高。模型估算得到的降水分布趋势和原始降水产品分布趋势基本一致,并且能体现出降水的分布规律。
		2020 Vol. 37 (4): 138-145 [摘要] ( 192 ) [HTML 1KB] [ PDF 5672KB] ( 1214 )

仪器设备与测试技术

	146	赵亚宇, 何沁, 张泽宇, 夏润川, 周逸
		基于电磁感应特性的钢绞线应力检测试验研究
		针对现有技术难以有效检测在役斜拉桥镀锌钢绞线拉索应力状态的问题,结合电磁无损检测技术在检测铁磁性材料应力方面的优势,提出了一种基于电磁感应特性的镀锌钢绞线拉索应力检测方法。设计了8个镀锌钢绞线试件,运用万能试验机对试件进行控制张拉,利用LCR数字电桥采集试件张拉过程中的电磁信号,研究电磁信号的变化特征,分析电磁信号和试件应力之间的关系。研究结果表明:试件相对磁导率μ_r随着应力σ的增加先增大后减小,在应力达到试件抗拉强度f_ptk的73.29%时存在极大值;试件相对磁导率对应力的梯度dμ_r/dσ随着应力的增加先增大后减小,在应力达到试件抗拉强度f_ptk的36.07%时存在极大值,且当梯度dμ_r/dσ≥0时,试件应力处在试件抗拉强度f_ptk的73.29%之内。该试验验证了基于电磁感应特性技术检测钢绞线应力的可行性,可为今后镀锌钢绞线拉索应力检测提供技术参考。
		2020 Vol. 37 (4): 146-151 [摘要] ( 183 ) [HTML 1KB] [ PDF 4517KB] ( 936 )

水利工程建设与管理

	152	王力, 靳李平, 武乾, 杨凡, 孙俊娜
		重大水利枢纽工程社会稳定风险评估
		为了对重大水利枢纽工程社会稳定风险进行合理评估和科学管控,在调研分析基础上,首先通过问卷可靠性检验建立评估指标体系;接着采用主成分综合评价法计算风险影响程度;然后构建评估的未确知测度模型;最后,借助雷达模型制定风险化解策略。利用模型对重大水利枢纽工程社会稳定风险做出预估,分析结果中风险评估指标所代表的问题,并基于评估结果对工程的社会稳定风险提出管控建议。通过实际案例研究分析,落实风险化解措施后,该工程社会稳定风险等级转化为低等、可控;提出了按照最敏感、较敏感、一般敏感和不敏感顺序进行次序化风险管控的化解策略,优先解决移民安置方案和生态环境2方面的问题;对重大水利枢纽工程社会稳定风险管理提出了4条建议。
		2020 Vol. 37 (4): 152-159 [摘要] ( 247 ) [HTML 1KB] [ PDF 5279KB] ( 1122 )

第十届全国青年岩土力学与工程会议专栏

	160	黄钢, 郑明新, 王庆, 卢雪松, 彭晶
		考虑降雨入渗条件的植被边坡稳定性评价
		为了研究降雨对植被边坡稳定性的影响,利用改进的Green-Ampt模型,在考虑植被水力作用和饱和区径流基础上,推导出了降雨入渗条件下植被边坡的湿润锋深度计算公式,并采用极限平衡法计算出了植被边坡不同潜在滑动面上的抗滑稳定安全系数,对多层非饱和土植被边坡稳定性进行分析评价。结果表明:考虑植被水力影响和饱和区径流的多层非饱和土植被边坡的入渗模型,更加实用,可更加准确地对降雨作用下植被边坡进行稳定性评价;湿润锋深度随着降雨的持续时间增加而增大,浸润锋经过土层交界处时出现突变现象,根系粉质砂土层的湿润锋深度增幅小于粉质砂土层的湿润锋深度增幅的1.5%~11.8%;4个潜在滑动面处的抗滑稳定安全系数在降雨早期随着降雨持续时间的增加而逐渐减小;粉质砂根土复合层的抗滑稳定安全系数比粉质砂土层的抗滑稳定安全系数提高了12.3%~35.5%;根土层与土层交界面处不易发生失稳破坏,而土层与土层交界面处的抗滑稳定安全系数会出现急剧变化,易发生失稳破坏。
		2020 Vol. 37 (4): 160-167 [摘要] ( 177 ) [HTML 1KB] [ PDF 5493KB] ( 1146 )

	168	费逸, 李旺辉, 赵春风, 王有宝, 吴悦
		砂土原位应力场中的灌注桩成孔卸荷收缩理论解
		为了探究钻孔灌注桩在竖向成孔时伴随的孔周土体径向应力的卸荷情况,基于SMP屈服准则及非相关联流动法则,探讨了初始原位应力场条件下砂土竖向钻孔孔周存在的2个塑性区的应力状态工况,并推导了该工况的应力场、位移场的解答,给出了工况判别标准。结果表明:静止侧压力系数K₀、土体内摩擦角φ的选取关系到孔周塑性区半径r_e,r_p的变化,对塑性区的产生和发展有很大影响;不同K₀和泥浆重度r_mud下的孔壁相对位移、孔壁应力均随着钻孔深度的增大而呈线性增大,孔壁相对位移随K₀增大而增大,随r_mud的增大而减小,但孔壁径向和环向应力并不随K₀的改变而改变;砂土竖向成孔的孔周塑性区范围几乎沿深度不发生变化,塑性半径r_p对钻孔孔壁环向应力有较大影响。提出的理论解对于砂土初始原位应力场中的灌注桩成孔卸荷问题具有一定的理论意义。
		2020 Vol. 37 (4): 168-174 [摘要] ( 143 ) [HTML 1KB] [ PDF 3854KB] ( 993 )

	175	张松, 岳祖润, 张基伟, 韩玉福, 苏彦林, 张松
		地铁隧道局部冻结方案设计及参数分析
		为了研究地铁隧道冻结工程中的冻结管形式选择和地表冻胀量控制问题,依托广州市轨道交通13号线北延线机场区间隧道冻结工程,采用了室内试验、现场实测、数值计算的方法,对保温工艺、形式和冻结孔间距、保温段长度、冻结时间对地表冻胀量的影响进行了研究。研究结果表明:冻结管采用保温材料隔热方式可有效实现局部冻结,但施工时保温材料需进行防水处理,防止因地下水进入保温材料造成导热系数增加;地表冻胀量与保温长度呈线性反比关系,且随孔间距的增大比例系数逐步减小,随冻结时间延长增大。根据实测数据、计算得到了适用于本工程工况的冻胀量预测公式;结合工程现场条件,分析了制冷能耗和冻胀量与孔间距的关系,提出了在保证地表冻胀量的前提下,尽量减少冻结孔间距达到缩减工期、能耗的目的。
		2020 Vol. 37 (4): 175-179 [摘要] ( 297 ) [HTML 1KB] [ PDF 4423KB] ( 964 )

	180	薛中飞, 王琳, 郑文杰
		农作废弃秸秆加筋黄土的剪切特性
		在中国黄土高原,黄土和秸秆等农作废弃物最为常见。黄土-秸秆混合料几十年来被广泛应用于冻融循环下使用的民用住宅建筑,但少有文献讨论这种混合料的剪切行为,关于其剪切行为的共识还没有达成。通过一系列大型直剪试验,研究了农作废弃秸秆加筋黄土混合料的抗剪性能,探讨了提高抗剪强度参数的机理。制备试样前,先用热水煮沸法软化秸秆,然后与黄土混合,分别以14%,18%,22%的含水率制备方形试件。大型直剪试验结果表明:①加入到试样中的秸秆阻碍了颗粒的重新排列,导致颗粒间的互锁效应,从而抑制剪切面附近剪切带的发展,增大了摩擦角;②考虑到试样的均匀性和试验的可靠性,秸秆的最优掺量介于0.55%~0.65%;③在剪切盒前后观察到的竖向位移可用于解释应变硬化曲线(持续发展)、应变硬化曲线(小位移斜率和大位移斜率阶段持续发展)逐渐增加的现象。
		2020 Vol. 37 (4): 180-186 [摘要] ( 158 ) [HTML 1KB] [ PDF 7718KB] ( 1125 )