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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2020年 37卷 6期
刊出日期 2020-06-01

封面与目次
专家特约稿
健康长江
江湖泥沙与治理
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
封面与目次
0
封面与目次
2020 Vol. 37 (6): 0-0 [摘要] ( 83 ) [HTML 1KB] [ PDF 31443KB] ( 703 )
专家特约稿
1 李长安
基于地貌过程的滑坡系统分析——以三峡库区为例
滑坡系统由坡上、滑坡体及坡下3个子系统组成,三者之间是一个相互联系、不可分割的整体。滑坡系统演化具有整体性、层次性、开放性和动态性的特征。滑坡研究除了查明滑坡体的现状,还应预测滑坡体变化趋势,并关注坡上子系统和坡下子系统的特征以及随时间的演变,特别是坡上子系统(滑坡体后缘陡崖)物质对滑坡体的注入通量,以及坡下子系统地貌特征变化对滑坡体稳定性的影响。以三峡库区为例,基于滑坡系统的特征,滑坡的治理应当以地球系统科学的思想为指导,着眼于滑坡系统,坚持整体性、开放性和动态性的原则。提出“疏堵结合”和“着眼系统,分而治之”的滑坡治理对策。
2020 Vol. 37 (6): 1-7 [摘要] ( 194 ) [HTML 1KB] [ PDF 6090KB] ( 1125 )
健康长江
8 林玉茹, 陈进, 许继军
长江流域水生态文明城市试点建设浅析
水生态文明是生态文明的重要组成和基础保障,基于长江流域第1批水生态文明城市建设试点技术评估,对长江流域水生态文明城市建设成效进行分析;通过资料复核、现场查勘等方法对任务与指标完成情况、建设成效及保障措施落实情况、宣传推广情况进行分析,总结了不同发展水平、不同水资源条件、不同水生态状况下的5条建设模式与7条建设经验。研究成果为进一步完善推行河湖长制、生态红线划定和生态空间管控、水生态补偿等方面的制度体系提供支撑;为进一步提升长江流域水生态文明建设的指导水平和管理能力提供参考。
2020 Vol. 37 (6): 8-14 [摘要] ( 245 ) [HTML 1KB] [ PDF 5285KB] ( 1201 )
江湖泥沙与治理
15 夏炜
长江中游太平口水道腊林洲低滩导流护滩带稳定性试验研究
为分析导流护滩带效果,以长江中游荆江太平口水道腊林洲低滩守护工程为背景,采用概化模型试验,分析了护滩带对河床的影响。结果表明,实施后的护滩带守护工程,起到了良好的护滩作用,腊林洲低滩的稳定性有所保障,并且滩体中段适当恢复,产生了较好的导流效果,强化了“南槽—北汊”的水流衔接形式,促进了太平口水道出口至三八滩段航道条件的改善。研究结果为太平口水道航道整治工程建设方案提供了技术支撑。
2020 Vol. 37 (6): 15-19 [摘要] ( 222 ) [HTML 1KB] [ PDF 4785KB] ( 972 )
水资源与环境
20 陈昂, 吴赛男, 贾婉琳
水库大坝工程生态文明建设路径初探
水库大坝工程生态文明建设是国家生态文明建设的重要组成部分,加强与水库大坝工程有关的生态文明建设技术路径研究,是建设生态水利工程的新要求和实现水利工程开发与生态环境保护协调发展的新挑战。为正确认识水库大坝工程生态文明建设的路径和技术方法,收集整理了中国知网、国家自然科学基金、水利政策法规和技术标准等生态文明相关的文献资料,调研了国际典型案例,利用文献计量学的方法系统分析了国外和国内水库大坝工程生态文明建设的经验,提炼总结了水库大坝工程生态文明的概念内涵、总体思路和核心内容,识别了水库大坝工程在规划、设计、建设、运行和退役等不同阶段的生态文明总体建设路径、具体技术要求和关键指标。研究成果可为落实可持续发展目标提供技术手段和科学方法,为完善生态文明建设的制度体系和推动水库大坝工程绿色发展提供参考。
2020 Vol. 37 (6): 20-27 [摘要] ( 291 ) [HTML 1KB] [ PDF 6370KB] ( 1178 )
28 柴朝晖, 姚仕明, 刘同宦, 刘斯盛
人工通江湖泊非汛期生态调度方案研究
除鄱阳湖和洞庭湖外,长江中下游通江湖泊基本以涵闸形式连通江湖。由于缺乏水体的自然交换,此类湖泊经常出现水质超标的情况,特别是枯水期。以华阳河湖群为例,通过实测资料分析、现场调研、数值模拟研究了其进行生态调度的可行性及具体方案。研究结果表明:华阳河湖群TN、TP浓度随水位的升高呈下降趋势,但当湖群水位超过某值(13.5 m)后,浓度下降趋势变缓,且湖群9月下旬多年平均水位高于现行非汛期控制水位,因此,利用华阳和杨湾闸进行湖群非汛期生态调度是可行的。在考虑现行闸门调度方式、江湖关系、确保防洪安全和水环境改善4个原则的基础上,结合数值模拟结果,确定了华阳河湖群非汛期生态调度方案,即利用杨湾闸和华阳闸控制湖区10—12月份水位控制在13 m,1—2月份控制在12.5 m,3—4月份控制在11.8 m。
2020 Vol. 37 (6): 28-33 [摘要] ( 247 ) [HTML 1KB] [ PDF 4035KB] ( 1202 )
34 张晶晶, 羊瑞, 王华, 周丰年, 闫怀宇, 李保
河口区重金属运动足迹
为了更好地研究河口区重金属的运动足迹,综合评估其对河口水源区的影响,进一步实现河口水污染精准防治,选择长江口为研究区域,根据2016年1—12月长江口6个断面的监测数据,分析了长江口枯水期典型月(1月份)、平水期典型月(5月份)、丰水期典型月(8月份)重金属的运动足迹规律,构建了二维非稳态水环境数学模型并进行了率定验证,探究了河口区重金属的时空分布。研究结果表明:①不同水文期,长江口重金属受到长江径流和潮汐作用的影响,粒子运动速度从大到小的时间排序是丰水期>平水期>枯水期;空间分布来看,徐六泾释放的粒子会进入长江口的3个水源区。②枯水期典型月(1月份),粒子运动足迹3处不一致,北港处重金属粒子运动速度最快,为4.98 km/d,最终汇入东海。③平水期典型月(5月份),徐六泾重金属粒子足迹运动不同于枯水期,沿北港方向流动,继而呈顺时针的螺旋型轨迹运动,最终流入东海,且运动速度最快,为7.03 km/d。④丰水期典型月(8月份),运动足迹与平水期类似,但徐六泾与北港处的粒子运动速度都大于平水期,北港处最大,为8.32 km/d。
2020 Vol. 37 (6): 34-42 [摘要] ( 186 ) [HTML 1KB] [ PDF 5831KB] ( 1124 )
43 章运超, 王家生, 代娟, 闵凤阳, 朱孔贤
深圳市近20 a水资源及其利用状况分析
根据1995—2017年深圳市水资源公报资料,分析了深圳市近20 a来的降水量、地表水资源量、用水量、用水结构、用水指标和废污水排放量变化情况,并与国内主要大城市进行比较。在此基础上,利用主成分分析法,把影响深圳市水资源承载力的13项主要指标归纳为2个独立的主成分,对深圳市水资源承载力进行了综合评价。结果表明:近20 a来,深圳市用水量急速上升,年均增长率4.64%;用水构成中以城市居民生活用水占比最高,所占比例多年均值为35.76%,工业用水或公共用水次之,其他用水最少;万元GDP用水量减少了89.3%,万元工业增加值用水量减少了85.5%;水资源承载力持续上升,水资源承载力水平受水资源开发利用水平及社会经济发展程度的影响更大,受本地水资源量的影响较小。深圳市短期内可通过建设新的引水工程解决供水矛盾,但从长期来看,更应积极优化用水结构、加快产业升级、充分挖掘城市节水潜力。研究成果可为深圳市水资源保护利用和管理决策提供参考。
2020 Vol. 37 (6): 43-48,76 [摘要] ( 232 ) [HTML 1KB] [ PDF 4290KB] ( 1207 )
水土保持与生态建设
49 赵玉
关中盆地植被覆盖动态及其对气候因子的响应
基于MODIS植被指数和气象数据,采用趋势分析和地统计分析方法对关中盆地植被覆盖时空分布特征进行分析;借助基于像元的空间分析方法揭示研究区植被覆盖对气候变化的响应。结果表明:从年际变化特征看,关中盆地植被覆盖呈波动性上升趋势,年均增长率为0.006 1 a-1;从年内分布特征看,关中盆地植被覆盖年内波动明显,呈单峰型曲线;从空间分布特征看,关中盆地植被覆盖度呈现明显的空间异质性;从年尺度来看,关中盆地植被覆盖度与降雨量和温度均呈现不显著正相关;从月尺度来看,关中盆地植被覆盖度与当月降雨量和气温均呈现显著正相关,这说明水热因子的季节波动对研究区植被生长的影响更大。研究结果可为干旱半干旱地区生态建设和环境保护提供科学依据。
2020 Vol. 37 (6): 49-54 [摘要] ( 224 ) [HTML 1KB] [ PDF 4927KB] ( 1099 )
55 程虎, 许文年, 罗婷, 向瀚宇, 夏露, 赵冰琴, 夏栋
基于植被混凝土的不同优势物种根际土壤养分及微生物量化学计量特征差异
为探索不同优势物种对植被混凝土基材肥力的影响,采集向家坝植被混凝土3种优势物种(葛藤(PL)、荩草(AH)、双花草(PA))根际(R)和非根际(N-R)土壤,对土壤的养分和微生物生态化学计量比进行研究。结果表明:①各植物根际土壤养分和微生物量高于非根际,根际表现出明显的富集作用。葛藤对除速效磷外的其他养分的富集作用均较荩草和双花草明显,大部分养分富集作用在荩草和双花草之间差异不显著。葛藤非根际土壤养分和微生物活性低于荩草和双花草。②各植物的碳、氮、磷比都表现为根际土壤大于非根际土壤,葛藤根际土壤C/N和C/P大于荩草和双花草。3种植物根际土壤MBC/MBN差异不大。荩草和双花草非根际MBC/MBN和MBC/MBP均显著大于葛藤(P<0.05)。葛藤根际土壤MBC/MBP和MBN/MBP显著大于荩草和双花草(P<0.05)。相对中国和世界土壤平均水平,3种植物根际和非根际土壤具有较高的C/N和MBC/MBN,C/P、N/P、MBC/MBP和MBN/MBP均较低。③相关性分析表明,MBN、有机碳、总氮、总磷和速效氮之间具有极显著的正相关关系(P<0.01),但MBP只与速效磷有显著的正相关关系(P<0.01)。综合分析表明植物对植被混凝土基材养分固存起到了积极的作用,葛藤根际富集能力较强。此外,基材磷素含量过高,而氮素含量缺乏,基材养分配比不均衡。
2020 Vol. 37 (6): 55-61 [摘要] ( 234 ) [HTML 1KB] [ PDF 4833KB] ( 963 )
工程安全与灾害防治
62 王少伟, 包腾飞
渗透溶蚀对高混凝土坝长期变形影响的数值分析
为实现渗透溶蚀对高混凝土坝长期变形影响的量化分析,以累积Ca2+溶蚀量为中间指标,提出了室内快速溶蚀试验所得材料性能演变规律到现场混凝土坝的应用方法;在此基础上,引入环境损伤因子,构建了考虑环境损伤的高混凝土坝非定常时变本构模型,并推导了其黏性应变增量的计算方法。某高拱坝计算结果表明:坝体混凝土的渗透溶蚀导致大坝位移年极值及极值间年变幅均增大,溶蚀100 a后坝顶径向位移增加1.7%,而实测位移HST统计模型所得拟合均方差与最大位移的比例为2.1%,由此表明溶蚀引起的长期位移增量容易被环境荷载的波动及监测误差等因素所隐蔽,进而在研究混凝土坝长期变形时,可不单独考虑坝体混凝土渗透溶蚀的影响,但应注重研究能反映大坝变形时空特征转异的监控分析方法。
2020 Vol. 37 (6): 62-69 [摘要] ( 204 ) [HTML 1KB] [ PDF 7922KB] ( 977 )
70 郭沉稳, 刘天翔, 姚令侃
基于HI值的河流裂点与谷坡稳定性关系
为定量分析河流裂点对流域地质灾害分布的影响,基于面积-高程积分(HI)方法,利用ArcGIS和MatLab软件,首先计算了喜马拉雅山中部以及青衣江流域的HI值与崩塌滑坡密度之间的相关关系;然后以喜马拉雅山地区的雅鲁藏布江、印度河、波曲(Bhote Koshi河)、马甲藏布、朋曲(Arun河)和Kali Gandaki共6条河流为对象,分析不同河流裂点的成因;最后计算了所有河流裂点上、下游流域的HI值。所得结论如下:①流域HI值与崩塌滑坡密度存在良好的正相关关系,相关系数均>0.5;②河流裂点上游流域的HI值均小于下游,说明上游流域的整体稳定性强于下游;③构造成因的河流裂点上、下游流域HI值差别较大(最小为0.06),而堵河成因的河流裂点上、下游流域HI值差别较小(最大为0.02)。研究成果为宏观定量判定山区谷坡稳定性提供了参考。
2020 Vol. 37 (6): 70-76 [摘要] ( 235 ) [HTML 1KB] [ PDF 5550KB] ( 1116 )
77 杨哲, 李艳玲, 张鹏, 卢祥, 李兴
基于M估计量及标准四分位间距的安全监测数据异常识别的改进方法
水电工程安全监测数据的异常识别是科学评价大坝安全性态的前提。为了解决传统的准则运用于“台阶型”、“震荡型”监测数据序列异常在线识别时极易出现的漏判问题,引入Andrews M估计量和标准四分位间距替代传统准则中的总体位置参数和总体尺度参数,构建了新的判别准则。工程实践及敏感性分析表明:该方法能有效消除“台阶型”和“震荡型”离群点对识别结果带来的不利影响;抗离群点影响的比例提升到25%,异常识别的准确性及可靠性提升明显。研究成果可为水电工程安全状况和运行性态的评价提供参考。
2020 Vol. 37 (6): 77-80 [摘要] ( 335 ) [HTML 1KB] [ PDF 2985KB] ( 1008 )
水力学
81 吴越, 杨校礼, 李昱, 胡成, 杨林
弧形短导航墙对船闸下游引航道内水流结构的影响
通过物理模型试验,结合理论分析,研究了在不同下游水深条件下,直导航墙长度L变化对船闸下游引航道保护长度的影响,并在此基础上研究了增设弧形短导航墙对水流结构的调整与影响。物理模型试验研究表明:直导航墙长度的增加有利于改善船闸引航道口门区的通航条件,但在达到一定长度之后,再增加直导航墙长度对引航道口门区水流结构的改善效果减弱;弧形短导航墙对改善下游引航道保护区域内水流结构有很好的效果,选用较小纵向参数a和较大横向参数b效果更好,但张角不宜过大。
2020 Vol. 37 (6): 81-84,93 [摘要] ( 236 ) [HTML 1KB] [ PDF 2946KB] ( 1062 )
岩土工程
85 王凯, 张少杰, 韦方强
斜坡单元提取方法研究进展和展望
基于斜坡单元的区域滑坡力学分析模型建立于连续介质理论之上,但斜坡单元定义及提取方法却未能体现连续介质理论所要求的均一性基本假定。从均一性基本假定的角度梳理各类提取方法的优点和限制,并重点介绍最新方法——MIA-HSU方法。然后,指出目前各种提取方法存在的共性问题,即对DEM精度依赖过大问题、提取结果受人为设定阈值影响的问题、缺乏简便易行的优化方法问题。最后建议斜坡单元提取方法中应重视滑坡区域地质环境边界的提取。
2020 Vol. 37 (6): 85-93 [摘要] ( 397 ) [HTML 1KB] [ PDF 6825KB] ( 1288 )
94 梁冠亭, 邓利明, 肖铭钊, 肖开乾, 何林
多溶洞地层桩端极限承载力下限有限元法分析
为计算多溶洞地层桩基的极限承载力,通过MatLab平台编制了用于分析多溶洞地层桩端极限承载力下限的有限元法计算程序。采用平面应变模型,并假定材料符合Mohr-Coulomb准则和塑性关联流动法则。定义无量纲参数N来衡量各参数对桩端极限承载力的影响。根据桩与溶洞间的相对位置关系,详细探讨了6种工况下桩端极限承载力的变化规律,并分析了嵌岩深度hr、上覆土层自重qs和溶洞直径D的影响程度。分析结果表明:桩端极限承载力随hr的增大而增大,随D的增大而减小,而qs的影响基本可忽略不计。此外,还对不同工况下桩端的极限破坏模式进行了分析。最后,通过考虑无溶洞、有溶洞下的2种桩基算例,验证了本文方法的正确性。
2020 Vol. 37 (6): 94-99 [摘要] ( 174 ) [HTML 1KB] [ PDF 3953KB] ( 1119 )
100 姜景山, 左永振, 程展林, 高盼, 陈剑
粗粒料三维应力状态强度准则研究
中主应力对粗粒料强度有重要影响,而强度研究中常用的大型三轴试验不能考虑中主应力对粗粒料强度的影响。通过大型真三轴各向等压固结等比例加载试验,研究了三维应力状态下粗粒料的强度特性。试验结果表明:随着中主应力系数b的增大,粗粒料大小主应力之差的峰值也逐渐增大,特别是中主应力系数从0增大到0.25时,大小主应力之差的峰值的增大幅度较大,增加了近50%。Lade-Duncan准则较好地描述了粗粒料内摩擦角的变化趋势,不过高估了内摩擦角;SMP准则较好地反映了中主应力系数从0增大到0.25时的内摩擦角的数值大小,但中主应力系数>0.25之后,SMP准则计算的内摩擦角基本随着b的增大而减小,低估了粗粒料的内摩擦角。提出采用的Lade-Duncan准则与SMP准则相结合的单参数复合强度准则,较好地反映了粗粒料强度的数值大小和变化趋势。提出的强度准则在三维主应力空间呈三角锥曲面族形状,轴对称应力状态下的内摩擦角越小,强度越小,三角锥曲面越小,锥角越浑圆,越接近于圆形,而内摩擦角越大,强度越大,三角锥曲面越大,锥角越尖锐,越接近于正三角形。
2020 Vol. 37 (6): 100-107,114 [摘要] ( 214 ) [HTML 1KB] [ PDF 7554KB] ( 916 )
108 张玮鹏, 李冬冬, 曾光辉, 张石虎, 崔梦轩
非线性条件下加筋土边坡上限法的研究
大量的工程实践证明,岩土材料的屈服条件呈现非线性,且越是高地应力地区这种趋势越明显,但目前基于非线性的加筋土边坡稳定性分析的研究还较少。采用非线性摩尔-库伦屈服条件,以极限分析上限法为基础,研究边坡稳定性问题。引入新的强度参数ctφt,以对数螺旋线为破裂面对非加筋土和加筋土进行研究,推导了非加筋土坡稳定性系数Ns、安全系数F、非加筋土极限坡高H1和加筋土坡极限坡高H2的计算公式。在算例中采用MatLab程序进行计算,得出了较好的结果。总结了非线性参数m对抗剪强度指标参数ctφt的影响,即随着m值的增加,φt值逐渐减小,而ct的值则先增大后减小;同时也得出了当其他条件不变时坡角β越大,边坡的极限坡高H越小的结果。
2020 Vol. 37 (6): 108-114 [摘要] ( 186 ) [HTML 1KB] [ PDF 4081KB] ( 1089 )
115 张志华, 安智伟, 张谢东, 罗吕青
不同水位条件下地铁行车荷载对越江隧道管片的影响
长江流域在旱季与洪季间水位相差十余米,对江底隧道的影响尤为重大,因此对越江地铁隧道在水位变化下的稳定性研究迫在眉睫。以离散元为工具,借助室内三轴试验标定参数建模,基于二维地铁行车荷载加载模式,选择隧道管片内的颗粒振动加速度、径向应力、环向应力等参数作为研究内容,分析对比常年水位与洪水位下隧道管片的动力响应。研究表明,洪水水位时的管片拉应力和压应力较常年水位条件下大4倍,但未超过管片的抗拉强度;常年水位条件下管片受地铁行车荷载的振动影响较大,其颗粒振动加速度平均值较洪水水位条件下大150倍。因此,在旱季或洪季地铁运行时,均需要加强管片的检测和维护。
2020 Vol. 37 (6): 115-119 [摘要] ( 196 ) [HTML 1KB] [ PDF 6690KB] ( 953 )
120 杨孔立, 詹良通, 陈成, 谢海建
利用土柱试验快速测试重金属对流-弥散-吸附参数的方法
重金属离子对流-弥散-吸附参数对于评价防污屏障的服役性能十分重要,目前还缺乏高效且可靠的方法系统地测试这些参数。为了能在较短试验时间内采用较少试验数量获得重金属离子对流-弥散-吸附参数,以Pb2+作为代表性重金属离子,开展了Pb2+在土-膨润土中的土柱试验。结果表明:模型渗流流速从0增大到1.59×10-7 m/s时, Pb2+的阻滞因子Rd从13减小为11,符合流速越大阻滞因子越小的规律;该土柱试验方法得到的Pb2+对流-弥散-吸附参数与文献报道的参数典型取值高度一致,证明了该方法的有效性;该方法减少了试验数量,提高了参数获取效率,且以单参数解耦方式拟合试验结果,拟合结果更可靠。研究结果为防污屏障材料的服役性能评价提供新的途径。
2020 Vol. 37 (6): 120-126 [摘要] ( 252 ) [HTML 1KB] [ PDF 5143KB] ( 1043 )
127 李健斌, 陈健
考虑参数空间变异性的盾构隧道施工地层变形综合可靠度分析
依托厦门地区典型风化花岗岩地层的盾构隧道工程,针对多层土双线盾构隧道施工地层变形问题,以岩土体参数的空间变异性为切入点,基于随机场理论,采用蒙特卡洛法与有限差分法模拟计算相结合的方法,开展盾构隧道施工地层变形响应的可靠度分析。以土体弹性模量E的空间变异性为研究重点,系统研究土体弹性模量的竖向、水平波动距离(θzx)对地层变形可靠度指标的影响。结果表明:随机分析所得最大地层变形(地表沉降、拱顶沉降、围岩收敛)的可靠度指标随着土体弹性模量波动距离的增大而降低;随着最大地层变形允许值的增大,地层变形可靠度指标也相应提高。在此基础上,借助熵理论客观确定各地层变形指标(地表沉降、拱顶沉降、围岩收敛)的权重系数,结合可靠度设计方法和工程风险分析理论,开展地层变形综合可靠度分析及控制指标体系的研究,提出适合厦门地区的盾构隧道施工地层变形控制指标体系。
2020 Vol. 37 (6): 127-133 [摘要] ( 221 ) [HTML 1KB] [ PDF 4953KB] ( 1303 )
134 管金萍, 张明义, 白晓宇, 李方强
印尼地区嵌岩灌注桩竖向承载特性现场试验
为更加深入研究不同竖向荷载作用下大直径嵌岩灌注桩的承载特性与荷载传递规律,以印尼地区某工程为依托,对3根直径为800 mm的嵌岩灌注桩进行单桩竖向抗压静载试验与桩身应力测试。试验结果表明:3根试桩的Q-s曲线均为缓变型,沉降量均不超过17 mm,回弹率较大,介于54.8%~70.9%之间,残余沉降较小,承载力较高,均满足设计要求。桩身轴力随桩顶荷载的增加逐渐增大,随深度逐渐递减;桩侧摩阻力的发挥具有异步性,随着荷载的增大,桩侧摩阻力逐渐发挥,在嵌岩段桩侧摩阻力最大,但仍未充分发挥;桩端阻力随桩顶荷载的增加近似呈线性增大,在最大荷载作用下,桩端阻力占比约55%,表现出摩擦端承桩的特性。研究结果对国内桩基规范的完善以及当地桩基规范的制订具有较重要的意义。
2020 Vol. 37 (6): 134-140 [摘要] ( 164 ) [HTML 1KB] [ PDF 4921KB] ( 1042 )
141 侯超群, 石恭泽, 孙志彬, 席瑶
基于滑移线理论的非饱和土条形地基承载力计算
为了对非饱和土平地地基的极限承载力进行理论计算和定性分析,对非饱和土条形地基的承载力进行了计算,将基质吸力和有效应力系数引入平衡方程,构建含有非饱和参数的滑移线方程,并采用滑移线法将得到的非饱和土滑移线方程改为差分方程进行求解。综合讨论了黏聚力、内摩擦角、地下水位及垂直不饱和流速对非饱和土条形地基承载力的影响,并计算了不同情况下的非饱和土条形地基承载力,得出非饱和土平地地基的极限承载力和平均承载力均要大于饱和土地基。计算所使用的基质吸力不是一个定值,更符合实际情况,研究成果为非饱和土地基承载力计算提供了一种参考。
2020 Vol. 37 (6): 141-146,152 [摘要] ( 156 ) [HTML 1KB] [ PDF 3444KB] ( 1032 )
147 占绍祥, 黄华杰, 舒峥, 郑会会, 沈佳轶
Hoek-Brown扰动系数D对边坡稳定性的影响
Hoek-Brown(HB)强度准则中的扰动系数D可反映爆破开挖对岩体扰动的程度。然而,在常规的数值模拟中,往往单一的D值被赋予到整个岩体工程中,这并不符合实际工程情况,因为岩体在未扰动区与爆破开挖扰动区的力学参数存在很大的差异。因此,本研究采用多平行坡面的分层建模方法来模拟D值随距爆破开挖面的距离增加而逐渐衰减的情况,分析了扰动系数D值变化对边坡稳定性的影响。首先,分析了爆破开挖扰动区厚度T对边坡安全系数FOS的影响。其次,分析了在爆破开挖扰动区内D值按3种变化规律 (上凸、线性、下凹) 衰减对边坡稳定性的影响。研究表明随着T的增加,边坡安全系数都呈下降的趋势,D值选用上凸曲线衰减得到的边坡安全系数相对其他2种衰减方式更加保守。该研究结果对HB准则在岩质边坡稳定性数值计算中的广泛应用有一定的参考价值。
2020 Vol. 37 (6): 147-152 [摘要] ( 334 ) [HTML 1KB] [ PDF 3734KB] ( 1146 )
153 高卫东
基于Logistic回归模型的膨胀土判别与分类
采用《公路工程地质勘察规范》(JTG C20—2011)推荐的自由膨胀率、塑性指数、标准吸湿含水率作为膨胀土判别与分类指标,将膨胀潜势分为非、弱、中等、强膨胀土4个等级。以某高速公路沿线土样为例,利用SPSS软件建立了土膨胀潜势分级的有序Logistic回归模型,并利用所建模型对待判土样进行判别,结果与实际一致。研究结果表明:有序Logistic回归模型的判别性能良,能客观反映膨胀土分类的复杂状况,具有较好的工程应用前景。
2020 Vol. 37 (6): 153-155,178 [摘要] ( 217 ) [HTML 1KB] [ PDF 1905KB] ( 1065 )
水工结构与材料
156 牛建刚, 许尧, 谢承斌
基于统计回归的钢筋与再生混凝土粘结强度分析
为了研究钢筋与再生混凝土粘结强度,在有关钢筋与再生混凝土粘结性能试验数据统计的基础上,分析了再生混凝土抗压强度、保护层厚度、钢筋锚固长度和钢筋直径等参数对其粘结强度的影响规律;利用最小二乘法统计回归得到了钢筋与再生混凝土粘结强度的计算公式,并用该公式对钢筋再生混凝土试验数据进行了验算和对比。研究表明:随着再生混凝土抗压强度和再生混凝土保护层相对厚度的增大,钢筋与再生混凝土粘结强度呈增大趋势;钢筋与再生混凝土粘结强度随着钢筋锚固长度的增大而减小;钢筋直径钢筋直径为10 mm钢筋与再生混凝土的粘结强度略大于其他钢筋直径的粘结强度。文中提出的钢筋与再生混凝土粘结强度计算模型的计算值与基于拉拔试验实测值较为接近,预测结果较为合理。
2020 Vol. 37 (6): 156-159 [摘要] ( 163 ) [HTML 1KB] [ PDF 2683KB] ( 994 )
160 闻洋, 张军, 刘培培
橡胶粉掺量和细度对路用橡胶混凝土物理力学性能影响分析
为研究橡胶粉掺量和细度对路用橡胶混凝土物理力学性能的影响规律,以3种橡胶粉掺量和4种橡胶粉细度为变化参数,对橡胶混凝土和普通混凝土进行抗弯拉强度和立方体抗压强度试验,并得出橡胶混凝土脆性系数。试验结果表明:橡胶混凝土脆性较小,具有良好的变形能力;橡胶粉掺量对混凝土各强度指标的影响程度高于细度对其的影响;橡胶粉掺量10%和20%的橡胶混凝土的抗弯拉强度和立方体抗压强度均随橡胶粉掺量的增加而减小,随橡胶粉细度的增大而增大;橡胶混凝土脆性系数随着橡胶粉掺量的增加而不断减小;橡胶粉掺量30%、细度为177 μm的橡胶混凝土性能指标的离散性较大,建议实际工程中采用掺量≤20%,细度≤250 μm的橡胶粉。研究成果可为橡胶混凝土在道路工程的应用提供参考。
2020 Vol. 37 (6): 160-165 [摘要] ( 220 ) [HTML 1KB] [ PDF 4536KB] ( 1116 )
166 邵晓妹, 范冬冬, 马保国, 孙正, 杨秀林
CW弹性环氧砂浆抗冲磨性能及工程应用
环氧砂浆涂层防护是提高水工建筑物抗冲磨性的有效途径之一。为改善普通环氧砂浆的抗冲磨性能,选用高韧性环氧树脂、低放热固化剂、级配填料等原料,制备出CW弹性环氧砂浆。比较了弹性环氧砂浆与其他环氧砂浆的力学性能,采用SEM分析弹性环氧砂浆的结构特点,并介绍了该材料的工程应用实例。研究结果表明:在冲磨72 h后,CW弹性环氧砂浆磨损较普通环氧砂浆降低40.5%,较改性环氧砂浆降低38.4%,抗冲磨强度提高72.4%;冲磨216 h后质量损失率仅为0.08%,216 h抗冲磨强度可达82.05 h/(kg/m2),远远大于普通环氧砂浆。冲磨前涂层较为光滑平整,冲磨后结构发生形变,出现较多褶皱界面与少量凹坑,但整体仍紧密结合,呈现较为完整的连续相,说明CW弹性环氧砂浆具有较好的抗冲磨性能,能够很好地抵御冲磨破坏。实践证明,CW弹性环氧砂浆在消力池、水垫塘等大流量、高水头建筑物的抗冲磨防护方面表现优异,具有良好的应用前景。
2020 Vol. 37 (6): 166-170 [摘要] ( 230 ) [HTML 1KB] [ PDF 4248KB] ( 1063 )
信息技术应用
171 秦钰莉, 颜七笙, 蔡建辉
鄱阳湖湿地南部区域景观格局演变与动态模拟
基于3S技术对鄱阳湖湿地南部区域景观格局变化的分析和预测为管理和保护湿地提供科学依据。基于2000年、2005年、2010年和2015年的4期Landsat遥感影像数据,构建MCE-CA-Markov复合模型模拟鄱阳湖湿地南部区域的景观格局变化,利用遥感解译图检验模型精度,并根据已检验的景观演变限制条件和因子组合制作较优的适宜性图集,最后对2025年景观格局变化进行预测。研究结果表明:①2000—2015年期间,耕地面积不断减少,建设用地和林草地面积呈上升趋势,未利用地大幅下降,水域面积相对稳定;景观要素增多且连通性变弱,景观破碎化程度增强;②鄱阳湖湿地景观格局的动态变化受到自然因素和人为因素的共同影响,其中社会经济发展和城镇化进程因素起着主导作用;③预测模拟得到的2010年和2015年的景观格局与解译的景观格局基本一致,Kappa系数分别为0.927 1和0.863 2,模拟预测精度较高;④2025年模拟预测结果显示,耕地面积和未利用地面积将持续减少,建设用地和林草地面积呈上升趋势,水域面积无明显变化。预测结果表明研究区域景观格局变化比较活跃,生态环境压力大,需要加强耕地保护和合理利用未利用地。
2020 Vol. 37 (6): 171-178 [摘要] ( 189 ) [HTML 1KB] [ PDF 7653KB] ( 949 )