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李健,金中武,杨文俊

raybet体育在线院报. 2013, 30(9): 1-4.

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分析了FLUENT流体商业软件用于河流动力学问题研究的难点和可行性,应用混合物模型对存在矩形沙坑的河道分清水和含沙水流2种情况进行了数值模拟并对比分析。计算结果表明:水沙耦合计算模式的混合物模型可以较好地模拟河道中的水沙两相流输移现象;泥沙相对流体的动量影响明显,且降低了收敛速度;泥沙会抑制水流的内部紊动。沙坑内部拐角处会形成涡旋的次生流,造成向上游的溯源冲刷和下游的淤积。

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陆溪口汊道演变对界牌河段河势变化的响应分析

刘亚,姚仕明,李义天

raybet体育在线院报. 2013, 30(9): 5-10.

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进口节点的挑流作用在鹅头型汊道形成及演变进程中起着重要作用。以长江中下游陆溪口鹅头型分汊河道为例,通过总结其各个演变周期间的异同,分析了进口赤壁山节点在上游界牌河段不同河势条件下对陆溪口汊道演变的影响。结果表明:上游河势变化通过改变节点挑流作用强弱,影响汊道进口水流动力条件,从而最终影响到汊道演变周期进程。

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赣江中下游枯水期水量调度研究

刘卫林,王永文

raybet体育在线院报. 2013, 30(9): 11-16.

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针对近年来赣江中下游枯水年枯水期因河道径流量较少而引起的赣江沿岸地区生产生活用水安全问题,进行了赣江中下游枯水期水量调度研究。在分析河道合理流量和水库可调水量基础上,考虑赣江中下游地区水资源、自然生态环境的实际情况和社会经济发展水平,提出赣江中下游枯水期水量调度原则与方法,制定了赣江中下游枯水调度方案,为赣江流域的水资源管理和调配提供技术支撑,对于缓解流域用水紧张局面,保障赣江中下游地区用水安全,维持赣江健康生命及区域经济社会可持续发展具有重大意义。

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H₂O₂/O₃协同灭活水中隐孢子虫影响因素研究

李金玉,冉治霖

raybet体育在线院报. 2013, 30(9): 17-21.

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开展了H₂O₂/O₃灭活隐孢子虫(Cryptosporidium parvum)的研究。考察了H₂O₂和O₃投加比例、过氧化氢作用效果、无机金属离子等因素的影响。结果表明,H₂O₂/O₃协同技术具有最佳的灭活效果,H₂O₂的投加不仅降低了药剂(O₃)的初始浓度(投量2.0mg/L),而且缩短了灭活时间(7.0 min),达到理想的灭活效果(灭活率99.0%以上)时,H₂O₂/O₃摩尔比为0.8;同时考察了水中常见离子对H₂O₂/O₃灭活效果的影响,低浓度的Ca²⁺,Mg²⁺和Cu²⁺等二价金属离子均对灭活起到一定促进作用,一价离子Na⁺对灭活无明显的作用,而NO^-₃,HCO^-₃和Cl^-在一定范围内抑制了H₂O₂/O₃对隐孢子虫的灭活。

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工程开挖面特征及土壤流失量快速监测方法探讨

张平仓,周若,程冬兵,李亚龙,许文盛

raybet体育在线院报. 2013, 30(9): 22-26.

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工程开挖面是人为水土流失的主要来源之一,准确、快速监测工程开挖面水土流失量具有重要的现实意义。在对全国四大片区不同工程类型开挖面调查的基础上,提出开挖面分类体系,根据下垫面物质分异特征,分均质面和非均质面,根据有无汇水影响,可进一步分为有汇水影响开挖面和无汇水影响开挖面。开挖面下垫面一般紧实度高,干密度大,坡度大多在30°～70°,坡长主要为10 m左右,开挖时间大多在2 a之内。经分析推导,界定开挖面土壤流失量的监测精度为t,水土流失形式主要为沟蚀。综合开挖面特征及水土流失特点,确定工程开挖面土壤流失量监测重点对象为有汇水影响、出现沟蚀、2 a内的开挖面已发生的土壤流失量。在综合比较现有监测技术方法的基础上,提出开挖面土壤流失量快速监测最宜采取三维激光扫描仪。

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植被结构指标在南方红壤丘陵区水土保持功能研究中的应用

孙佳佳,王志刚,张平仓,潘晓颖

raybet体育在线院报. 2013, 30(9): 27-32.

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较为系统地阐述了部分前人关于植被结构与水土保持功能效应、植被结构指标与评价、植被水土保持效益评价的研究成果。分析指出,我国南方红壤丘陵区水土流失形势依然严峻是由于林下存在着不同程度的水土流失,正确评价植被的水土保持功能成为水土保持管理及学科发展的需要。旨在综合已有的研究经验和成果,促进今后相关研究的发展。

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海河流域平原区水闸闸门防冰冻研究与实践

杜雷功,刘万新

raybet体育在线院报. 2013, 30(9): 33-36.

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北方冬季河道会结冰,河道上的水闸闸门在冰压力作用下会发生变形。在冰层附近,闸门会加速锈蚀,如养护不及时,其面板甚至被锈穿。这些现象的发生,严重影响了水闸功能的发挥,威胁水闸的安全。作者在海河流域水闸设计中,为了防止静冰压力对水闸闸门的破坏,先后采用了压力水射流法、压缩空气吹泡法、保温板法等多种方法进行比较研究及实践。通过几个冬季的运行观察,压力水射流法效果最佳,建议在其它水闸工程中推广使用。

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弯曲航道通航宽度和水流条件确定方法探讨

赵维阳,李靓亮,茆长胜,李彪,李明

raybet体育在线院报. 2013, 30(9): 37-42.

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为消除因地形和水流条件等因素限制了弯曲航道尺度,导致船舶航行不安全的隐患,通过调研,整理分析了全国主要通航河流各等级航道弯曲航道情况,对弯曲航道影响船舶航行的因素进行了总结分析。采用弯曲航道概化模型试验和弯曲航道遥控船模试验,结合已有研究成果和有关标准及规范,研究不同弯曲半径的弯曲段航道宽度,提出了适用于不同航道等级内河弯曲航道通航尺度的确定方法;初步探讨了弯曲航道水流条件,提出了弯曲航道通航水流条件技术要求的确定方法。为内河水运工程建设、航道治理、维护标准的确定提供技术支持和科学依据。

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高落差明渠截流方案优选实例试验研究

汪旭,张建民,何小泷,石旭芳,余飞

raybet体育在线院报. 2013, 30(9): 43-46.

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针对某水电站工程明渠截流面临大水深、高流速、高落差、高单宽功率及合格截流材料难觅等带来的截流技术难题,通过水工模型试验,对不同戗堤和龙口形式进行了对比试验与结果分析,并提出了较为合理的戗堤轴线位置。研究表明:推荐方案充分利用了明渠导墙的导水作用,使水流在导墙的作用下形成“S”形流动,增加了水流流程,减小了龙口处的水力坡降;此外,流程形势由直到弯,水流紊动增强,流动阻力增加,动能耗散增加,从而改善了龙口处水流流态,降低了截流水力学指标和难度。研究成果为该工程的截流施工提供了数据支撑,可供类似工程设计参考。

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分级加载下炭质板岩蠕变特性的试验研究

宋勇军,雷胜友,邹翀,刘昭,王吉庆

raybet体育在线院报. 2013, 30(9): 47-52.

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蠕变特性是岩石类材料的重要力学性质之一,与岩石工程的长期稳定和安全密切相关。为了解炭质板岩的蠕变特性,采用RLW-1000岩石流变试验机进行了单轴压缩蠕变试验。选用广义Kelvin模型、Burgers模型及FC元件组合模型进行了参数拟合分析。分析表明:板岩在低应力水平下,FC元件组合模型拟合效果较好,而在高应力水平下Burgers模型拟合结果优于其余2种模型。总体来讲,不论应力水平的高低,Burgers模型能够较好地反映炭质板岩的蠕变特性。同时,对不同应力水平下的蠕变曲线进行参数拟合,发现黏滞系数在较低应力水平下随时间而增大,而在较高加载应力下随时间显著减小,表现为应力水平和时间的函数,研究成果可为进一步了解该岩石的蠕变特性提供模型参数和设计依据。

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隧道石膏质围岩强度特性试验研究

祝艳波,吴银亮,余宏明

raybet体育在线院报. 2013, 30(9): 53-58.

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以宜昌—巴东高速公路凉水井隧道出露的石膏质围岩为研究对象,开展了不同含水率、不同干湿循环下的石膏质岩单轴压缩试验,探讨其强度软化特性。利用微观电镜扫描石膏质岩遇水及干湿循环后微观结构,分析其强度劣化机理。结果表明:石膏质岩强度较低,属于软岩,强度及变形指标随含水率变化十分敏感,遇水软化特性显著,试样的抗压强度、弹性模量、变形模量都随着含水率的增大而降低,并与含水率呈现良好的函数关系,泊松比随着含水率的增大而近似呈现增大的趋势;干湿循环作用对石膏质岩力学性质劣化明显,抗压强度、弹性模量、变形模量随着干湿循环次数的增加而不断降低,并与干湿循环次数呈现良好的对数关系,泊松比随着干湿循环次数的增加而增大,但增幅有限;微观电镜图片显示水对石膏质岩结构破坏特征显著。石膏质岩的不良特性将对隧道建设产生不利影响,隧道施工中注意采取相应的防治措施。

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基于综合结构势的结构性黄土双硬化参数模型

罗爱忠,邵生俊,陈昌禄,张喆

raybet体育在线院报. 2013, 30(9): 59-63.

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为了很好地模拟结构性黄土的宏观力学特性,反映结构性对土体应力应变特性的影响,基于综合结构势的思想,定义了黄土的结构性定量化参数。在沈珠江双硬化参数模型的基础上,引入结构性参数,建立了考虑结构性的双硬化参数模型。通过模型预测结果与实测结果的对比,验证了该模型的合理性。通过引入考虑土结构性的综合结构势参数,进一步将黄土对水的敏感性考虑进土体本构关系中,使得结构性黄土试样的宏观应力应变特性得到合理描述。

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酸对云冈石窟砂岩的劣化作用试验研究

严绍军,谭松娥,刘俊红,赵玉波

raybet体育在线院报. 2013, 30(9): 64-68.

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云冈石窟所处的山西省大同市是我国重要的产煤区和煤化工基地,空气污染导致窟区内SO₂浓度超标。云冈石窟砂岩主要成分中的长石及钙质胶结物,对酸的作用极其敏感。为模拟硫酸对云冈石窟洞窟岩石的劣化作用,设计了硫酸浸泡劣化试验。通过测量不同pH值硫酸溶液浸泡的砂岩岩样的质量、波速以及溶液的pH值,并对比腐蚀前后岩样的抗压强度、物质结构,来研究硫酸对石窟岩石的破坏机理及其规律。结果表明:酸对此类钙质胶结砂岩的破坏非常迅速,且主要破坏岩石的钙质胶结物;随着反应次数的增加,波速明显降低;酸对岩样表层的作用特别严重;随着胶结物的丧失,岩石强度降低明显。

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节理岩质边坡随机块体搜索的一种简便方法

杨超,徐光黎,赖方军,李志鹏

raybet体育在线院报. 2013, 30(9): 69-74.

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节理岩质边坡存在有大量由结构面和开挖坡面组合而成的随机块体。根据结构面和坡面的组合关系,将随机块体分为坡肩双面滑动、坡面双面滑动及坡面单面滑动3种类型,并运用“野外定性判断+赤平投影法”的方法综合确定边坡随机块体的类型。在详细的野外结构面采样的基础上,运用地质统计学与计算机技术随机生成三维结构面网络图。在前人关于生成结构面迹线图、搜寻封闭回路、搜索随机块体可能出现的最大区域、交点组合的基础上,提出通过对坡面迹线三角形进行随机块体类型匹配的方法,找出符合随机块体类型要求的迹线三角形,快速搜索出坡面随机块体。工程实例模拟结果亦证实了该方法的合理性,研究成果可为节理岩质边坡随机块体的形态描述、快速搜索提供一条新的思路与方法。

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降雨入渗下非饱和土边坡临界稳定性分析

王叶娇,曹玲,徐永福

raybet体育在线院报. 2013, 30(9): 75-79.

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运用分形模型预测非饱和土的土水特征曲线与导水系数曲线,结合孔隙气体流动分析,模拟降雨入渗条件下的一维非饱和渗透过程。根据非饱和土抗剪强度的分形模型,导出降雨入渗下非饱和土边坡临界深度公式,并分析了影响边坡稳定性的因素。非饱和土的分维与进气值影响土体的水理性质。分维影响降雨的入渗速度与入渗深度,而进气值影响降雨入渗下土体吸力的变化曲线形态。非饱和土的饱和导水系数与降雨强度对边坡稳定性影响较大,在降雨强度远大于非饱和土的饱和导水系数时,孔隙气体在降雨入渗过程中将产生气压,对吸力产生影响。

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初始孔压非均布双层地基一维固结性状分析

江唯伟,张军辉

raybet体育在线院报. 2013, 30(9): 80-84.

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根据双层地基固结理论,推导出瞬时加载、单面排水、初始孔压非均布的一维固结解答。给出了双层地基不同工况对应的简化初始孔压分布图,以便实际运用。通过编制的计算程序,分析了不同初始孔压分布对双层地基一维固结性状的影响。结合硬壳层地基固结的计算实例,分析了硬壳层应力扩散效应对固结曲线影响。

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南水北调中线工程膨胀土渠段改性土施工中存在的困难及对策研究

陈世刚,牟伟,刘军

raybet体育在线院报. 2013, 30(9): 85-88.

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膨胀土水泥改性后换填是“十一五”期间提出的针对膨胀变形引起的渠坡破坏模式的处理方案之一。由于改性土施工技术难度大,施工工艺较复杂,国内施工队伍缺少现场改性土施工的实践经验,且在大规模膨胀土输水渠道中应用尚属首次,因此,该技术在实际施工中存在一定的困难和问题,为此,国家“十二五”科技支撑项目设置“膨胀土水泥改性处理施工技术”研究课题对其开展专门研究。以南水北调中线工程鲁山—郑州段膨胀土渠段的现场科研和施工工作为基础,分析膨胀土渠段改性土填筑施工中存在的料源、施工工艺、检测方法及检测标准等普遍存在的问题,通过开展现场试验和室内研究,提出了相应的解决方案和建议,研究成果可直接应用于南水北调中线总干渠膨胀土渠段的大规模施工。

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大型地下石洞油气库人工水幕技术

杨凯,赵晓,张文辉,曹钢,李鹏,陈彦生

raybet体育在线院报. 2013, 30(9): 89-92.

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人工水幕技术,是建造储存石油和天然气的不衬砌石洞地下库的关键。一座总库容为300万m³、9条20 m×30 m×(484～717)m的中国首座大型地下水封洞库建成,标志我国“国家战略石油地下储备库”的梦想成真。给出了人工水幕技术原理、具体实施关键技术以及水封效果。理论分析与初步实践结果表明,在年均降水量736mm的花岗片麻岩内建造储存原油洞库,是切实可行的。首座大型地下水封石洞储库的施工建设技术,对我国后续的国家战略油气地下储库规划实施,起到了示范启迪与借鉴作用。

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纳米TiO₂光催化材料的制备及其在水处理中的应用研究进展

梁慧,廖灵敏,汪在芹,李珍,李洋

raybet体育在线院报. 2013, 30(9): 93-100.

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近年来,水资源污染和短缺问题日益突出,对水质的修复保护工作至关重要。纳米TiO₂作为一种高效节能的光催化功能材料,在水质修复领域有广泛的应用前景,同时也面临着一些挑战。如何提高纳米TiO₂材料的催化活性和光催化效率,成为当前的研究热点。针对近年来TiO₂光催化的研究和在水质修复领域的应用进展,对不同形态的纳米TiO₂的制备、改性研究进展进行了综述,在此基础上全面介绍了纳米TiO₂作为光催化剂处理不同污染水质的应用现状,并对今后的研究发展方向进行了展望。

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寒旱区水利工程大掺量粉煤灰混凝土试验研究

秦子鹏,杜应吉,田艳

raybet体育在线院报. 2013, 30(9): 101-105.

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结合西北寒旱区水工混凝土冻融破坏特点,对等强度和等水胶比配制的粉煤灰混凝土在不同龄期下的力学、抗冻融及抗渗性能进行了研究。结果表明:大掺量粉煤灰虽然早期强度较低,但中后期强度增长较快;等强度配制条件下,粉煤灰混凝土的抗冻融性和冻后自愈合能力以及抗渗性能随粉煤灰掺量的增大并未明显减弱;当水胶比在0.35,粉煤灰掺量在50%时,混凝土的力学性能、抗冻融性能和抗渗性能均较突出,能够较好地满足西北寒旱区水利工程建设的要求。

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纤维增强塑料筋混凝土板的变形研究

张亚坤,侯黎黎

raybet体育在线院报. 2013, 30(9): 106-109.

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通过纤维增强塑料筋混凝土四边简支双向板的冲切性能试验,得到试验双向板的荷载-挠度曲线以及挠度分布图。试验表明,在冲切破坏发生之前,试验双向板的变形主要是弯曲变形;冲切纤维增强塑料筋混凝土双向板荷载-挠度曲线的主要影响因素的分析成果,为纤维增强塑料筋加强混凝土结构在工程中的应用和对混凝土板冲切问题的深入研究可提供试验依据。

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基于GPS与GIS的土石坝自动化监测预警系统研究

潘国兵,曾广燃,吴森阳

raybet体育在线院报. 2013, 30(9): 110-113.

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研究的土石坝监测系统基于GPS与网络传输技术,以土石坝变形体为监测对象,对其在时空域的变形信息实施实时监测。通过对监测数据的实时存储、计算分析,并对数据进行绘图分析,同时通过系统的预警功能模块设置预警值,实时对监测数据进行位移比较,如超过预警值就进行声音和短信报警以便大坝相关的管理人员能及时地对险情做出反应,从而保障人民的生命和财产安全。

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海工水泥对提高混凝土工程抗侵蚀能力的实践研究

谢放,马志登,黄康华,童丽芬

raybet体育在线院报. 2013, 30(9): 114-118.

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为了解决海洋环境中大体积水利工程混凝土的抗侵蚀能力和现场配制海工混凝土的质量控制问题,提出了直接使用海工水泥来简化现场混凝土拌制,并通过工程的施工实例以室内试验和现场检测数据进行分析,研究了海工水泥混凝土的耐久性能。结果表明:海工水泥混凝土拌制简单、具有很高的抗氯离子渗透能力,能满足海洋环境水利工程混凝土结构的耐久性、强度及其他工作性能要求。实例数据与分析对进一步开展相关研究和海工水泥的应用具有重要的参考价值。

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海工水泥在洞头南塘中闸的应用研究

马志登,童丽芬,程力群

raybet体育在线院报. 2013, 30(9): 119-122.

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为提高海洋环境水利混凝土工程抗侵蚀能力,对以海工水泥为原材料提高混凝土抗氯离子性能展开研究。以洞头南塘中闸工程应用实例,总结施工质量控制注意要点。通过混凝土的数理统计和现场试验检测,对氯离子扩散系数和碳化深度进行对比,取得海工水泥混凝土抗氯离子渗透性能等相关成果。结果表明,海工水泥混凝土在海洋环境中其工作性能和强度、耐久性指标优良。

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2013年, 第30卷, 第9期　
刊出日期：2013-09-15

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