2018年, 第35卷, 第6期　
刊出日期：2018-06-01

  

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  raybet体育在线 院报. 2018, 35(6): 0-0.

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专家特约稿
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  长江中下游防洪形势变化历程分析

  宁磊

  raybet体育在线 院报. 2018, 35(6): 1-5,18. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20180298

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  认清长江中下游当前的防洪形势及其变化历程,对长江流域下一步的防洪治理和开发保护至关重要。水利工程建设是长江防洪形势改善的主要措施,同时河湖自然演变引起的江湖关系调整也会给防洪形势带来较大影响。基于此,分析了20世纪60年代以来不同时期长江中下游江湖关系变化,模拟分析江湖关系变化对长江防洪形势的影响,在此基础上分析了三峡水利工程及上游控制性水库群的投运对长江防洪形势的改善情况,得到不同时期长江中下游防洪形势的变化过程。根据当前长江防洪形势及其变化趋势,进一步探讨提高中下游防洪保障能力的措施,如完善防洪工程体系、提升水利工程联合调度管理能力等。
江湖泥沙与治理
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  减速流条件下床面泥沙起动试验研究

  汤洁,林木松,闫霞,金中武,刘同宦

  raybet体育在线 院报. 2018, 35(6): 6-11. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170161

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  减速流在工程上称为壅水,为非均匀流的一种流态形式。减速流下的床面泥沙起动研究成果,在水利工程中有着重要的应用价值。通过该条件下的河道开展概化水槽试验,结合天然实测资料以及4家经典的起动流速公式对比分析,结果表明4家经典公式均较适用于水槽试验中的减速流条件,只是在起动粒径的选择上略有差异。根据水槽试验的成果得出选取取样标准为床面泥沙起动标准具有较好的精确性,选取d₉₅作为起动的代表粒径;并验证了减速流条件下泥沙起动大体满足希尔兹曲线;通过功率起动公式的验证,得到无量纲起动功率为0.019 1,可以将其作为床面泥沙起动的标准。
水资源与环境
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  基于最大熵投影寻踪模型的云南省近10 a水资源承载力评价

  苏敏杰,白栩嘉

  raybet体育在线 院报. 2018, 35(6): 12-18. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20161295

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  为对云南省2006—2015年水资源承载力进行评价,从水资源、经济社会和生态系统3个方面提出水资源承载力评价指标体系和分级标准,并基于最大熵投影寻踪(MEPP)技术进行区域水资源承载力评价。采用在指标分级标准阈值间随机生成样本的方法构造MEPP目标函数,利用混合蛙跳算法(SFLA)优化MEPP最佳投影方向,提出SFLA-MEPP水资源承载力评价模型,并构建生物地理优化(BBO)算法-MEPP、和声搜索(HS)算法-MEPP和粒子群优化(PSO)算法-MEPP水资源承载力评价模型作对比模型。结果表明SFLA寻优MEPP目标函数获得的最优值、最劣值、平均值和标准差均优于BBO、HS和PSO算法,具有较好的全局极值寻优能力;SFLA-MEPP模型对云南省2006—2007年、2011—2012年水资源承载力评价为“基本可承载”,其他年份评价为“可承载”;2006—2015年间云南省水资源承载力随时间呈提升趋势,但提升趋势不显著;SFLA-MEPP模型对云南省水资源承载力评价结果与BBO-MEPP模型相同,但在排序上存在差异;与HS-MEPP,PSO-MEPP模型在评价结果及排序上均存在差异。
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  长江大通站径流量的丰平枯水年划分探讨

  徐宇程,朱首贤,张文静,周林

  raybet体育在线 院报. 2018, 35(6): 19-23. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170533

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  河流和河口水文研究一般都采用年平均径流量划分丰平枯水年。根据长江口枯季盐水入侵研究对径流量划分的需要,探讨了以大通站的年平均、洪季平均、枯季平均、枯季月平均径流量划分丰平枯水年类型的差异。结果表明洪季平均和年平均径流量划分的丰平枯水年类型吻合度达74%,但是枯季平均和年平均径流量划分的丰平枯水年类型吻合度仅38%,枯季各月平均与年平均径流量划分的丰平枯水年类型吻合度平均为33%。对于长江口的各种研究来说,采用多种径流量指标划分丰平枯水等级是很有必要的。
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  基于复合云模型的太湖流域水环境质量风险评价

  刘菁,唐德善,郝建浩

  raybet体育在线 院报. 2018, 35(6): 24-29. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20161367

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  针对太湖流域水环境质量风险评价问题,提出了评价指标体系。根据2011—2015年7个断面的实测数据对现有指标进行筛选,计算各指标的属性重要度,并选取较为重要的4个水质指标和富营养化指数;对实测水质数据和地表水环境质量标准等级,采用Shannon熵和云模型相结合的方法,利用最大隶属度原则得到太湖流域各年水环境质量风险评价的结果。结果表明该流域水环境质量处于中等风险水平,需要采取相应措施降低发生水污染事件的风险。评价结果可以为太湖流域的水质改善提供一定的科学依据。
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  基于改进混合蛙跳算法的梯级水库优化调度

  李荣波,纪昌明,孙平,刘丹,张璞,李继清

  raybet体育在线 院报. 2018, 35(6): 30-35. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20161307

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  针对混合蛙跳算法在寻优过程中出现的早熟收敛问题,利用混沌技术的遍历性优势对子群最优个体进行变异操作,形成局部精细搜索策略;根据蛙群相对多样性参数来判断算法是否陷入局部最优,进而对蛙群最优个体进行扰动以提高全局寻优能力,形成全局激励调节策略。耦合2种策略,提出了一种改进混合蛙跳算法。将其应用于李仙江梯级水库优化调度中,结果表明所提算法具有寻优质量高、收敛速度快的特点,有效地克服了标准混合蛙跳算法的早熟缺陷,为水库调度模型的求解提供了一种新方法。
防洪减灾
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  桃林口水库下游山区洪水演进模拟和洪灾损失评估

  李大鸣,陈硕,顾利军,高正廉,高金燕

  raybet体育在线 院报. 2018, 35(6): 36-41,66. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20161356

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  以二维非恒定流控制方程为理论基础,采用有限体积法,建立了洪水演进数学模型。将改进的水量平衡模式应用于山区洪水演进计算,以解决单元虚假流动的问题;同时在考虑山区地形对洪水演进的影响条件下,以桃林口水库泄洪过程作为模型边界条件,对下游山区的淹没范围、淹没水深和流场进行了模拟;并结合青龙河两岸洪痕点实测值对模型进行了验证,模拟结果与实际情况基本吻合;最后以洪水演进为基础,对洪灾经济损失和生命损失进行了估算。该研究成果可为评价区域防洪影响提供必要的研究思路和方法。
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  山洪灾害预警雨量指标讨论及在无资料地区的确定

  秦毅,陈星星,曾杉

  raybet体育在线 院报. 2018, 35(6): 42-46. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20161341

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  为应对当前山洪灾害预警雨量指标定义多、实际应用时产生困惑的现象,分析梳理了现有定义,重新将预警雨量定义为规划预警雨量和应急预警雨量2类,并从产汇流机理出发,提出简单可行的无资料地区应急预警雨量指标的计算方法。计算结果比较发现,2类预警雨量指标的变化规律不同。在制定山洪灾害防灾措施时,需要根据服务目标(预警还是工程设计),确定应该采用的预警雨量指标类型,以实现山洪灾害的合理防控。
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  基于LUCC的秦淮河流域暴雨洪水响应分析

  高玉琴,王怀志,陆晓华,王冬冬,袁玉

  raybet体育在线 院报. 2018, 35(6): 47-52,66. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20171082

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  利用CA-Markov模型预测流域2028年土地利用情况,设置3种土地利用情景(自然发展情景、林地限制情景、水田限制情景),建立研究区HEC-HMS水文模型,研究秦淮河流域高速城市化背景下土地利用变化的暴雨洪水响应机制。结果表明①HEC-HMS模型适用于研究区洪水模拟及不同土地利用情景下的洪水响应研究;②洪水规模越小,对土地利用变化的洪水响应越强;③随着流域城市化的演进,土地利用对暴雨洪水的影响程度呈增大趋势,其中自然发展情景下的增加程度最大,水田限制情景次之,林地限制情景最低。研究成果为秦淮河流域LUCC的暴雨洪水响应分析提供了新的思路,也对流域防洪规划与建设有一定的指导意义。
农业水利
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  钛基氧化物纳米管阵列的制备及其光催化性能研究

  汤丁丁,乔伟,李亚龙,姚付启

  raybet体育在线 院报. 2018, 35(6): 53-59. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170335

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  以纯钛和2种不同钛合金(Ti-0.2Pd和Ti-6Al-4V)为基材,通过阳极氧化法制备了3种不同组分的钛基氧化物纳米管阵列。采用SEM,EIS,XRD,EDS,ICP,XPS和UV-Vis DRS等测试手段分析3种纳米管阵列的组装过程和性能。EDS和XPS测试表明Al和V以氧化物形式存在,其含量与初始基材基本一致。ICP测试确定了Pd的存在以及含量。3种纳米管阵列的光催化性能通过光催化降解硝基苯酚来测定。Al和V掺杂抑制了TiO₂纳米管阵列的光催化降解有机物性能,而Pd掺杂显著提高了纳米管阵列的光催化降解有机物性能。Pd掺杂不但可以增强光吸收性能,还能促进光生载流子的分离,而Al和V过量掺杂会引起结构缺陷并构成了复合中心,导致光生载流子难以分离。Pd掺杂的TiO₂纳米管阵列具有抗S毒化的特性和优良的循环性能。研究结果表明直接阳极氧化Ti-0.2Pd合金能制备出功能高效、适于环境领域应用的光催化材料。
水力学
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  非淹没复式断面丁坝区的流速分布规律

  钟亮,王振志,王舒,周鑫靖

  raybet体育在线 院报. 2018, 35(6): 60-66. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20161305

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  复式断面丁坝是常见的航道整治建筑物。通过室内水槽试验开展非淹没复式断面丁坝流速分布规律研究。结果表明①表层合流速高速区主要出现在一级丁坝坝头下游外侧,二级丁坝长度b₂对高速区流速大小及平面分布形态具有明显影响,而弗劳德数Fr只影响高速区流速大小,表层横向流速平面分布接近扇形,最大横流可达试验流速的0.45倍;②横断面上纵向流速高速区位于一级丁坝坝头附近,强横流区位于二级丁坝前缘,均呈带状分布,b₂越大,带宽越小,高速区分布更为集中;③纵剖面上纵向流速最大值出现在丁坝下游靠近水面附近,其沿程位置随b₂的增大而上移,横向流速呈先增大后减小的变化,最大值出现在丁坝附近靠近槽底的部位,强横流区呈枫叶型分布。研究结果可为航道整治工程设计和丁坝水毁保护等提供参考。
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  三峡水库区间入流过程计算

  黄仁勇,王敏,张细兵,周曼,刘亮,任实

  raybet体育在线 院报. 2018, 35(6): 67-69,80. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170063

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  三峡水库区间支流多,入汇流量大,区间入流量及入流过程直接关系到水库调蓄计算的精度,区间入流过程的准确计算是三峡水库水动力学计算中需要考虑的重要问题。针对典型水流过程,利用一维水动力学模型,采用水流水动力逐日演进计算的方法,基于水量平衡原则,反算得到了三峡水库区间日均入流过程,区间入流过程按各支流流域面积比例分配在库区各入汇支流上以加入计算河段,并对区间加水前后的效果进行了分析。结果表明,采用此方法后,三峡水库出库流量过程计算结果与实测结果吻合良好。
岩土工程
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  节理倾角对砂岩强度及物理特征的影响

  王瑞红,李万文,刘杰,蒋昱州,黄飞

  raybet体育在线 院报. 2018, 35(6): 70-74,80. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170066

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  节理岩体广泛存在于实际工程中,深入研究节理倾角对岩体强度和物理特征的影响,对节理岩体工程稳定性研究具有重要的意义。通过完整及含不同节理倾角岩样在不同围压下的三轴加载破坏试验及声波测试试验,探讨了节理倾角对砂岩强度及物理特性的影响规律。试验结果表明①随着节理倾角的变化,岩样纵波波速衰减率有所不同,节理倾角为60°时岩样波速衰减率最大。②节理岩样的弹性模量随倾角大小的变化规律是E_完整>E _90°>E _30°> E _60°。③在同一节理倾角下,岩样峰值强度随着围压的增加而增大;在同一围压下,岩样峰值强度随着节理倾角的变化表现出明显的各向异性。④节理岩样的黏聚力随着节理倾角的变化呈现出U型的变化趋势,且在节理倾角为60°时黏聚力最小;同时内摩擦角随着节理倾角的增大而逐渐增大。由上述成果可知,节理倾角对砂岩强度和物理特性影响较大,节理倾角为60°时,影响程度最大。
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  黄土湿陷性与其物理力学指标的关系及评价方法

  武小鹏,赵永虎,徐安花,米维军,赵守全

  raybet体育在线 院报. 2018, 35(6): 75-80. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170160

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  根据黄土物理力学指标可快速评价其湿陷性,故很有必要对黄土湿陷性与其物理力学指标之间的关系进行研究。为探究该关系,在大量现场试坑浸水试验及相应的室内试验基础上,采用数理统计、理论分析和数据挖掘相结合的方法,针对郑西(郑州—西安)高速铁路沿线的Q₃大厚度湿陷性黄土,系统研究了马兰黄土湿陷系数与深度、含水率、干密度、孔隙比、塑性指数和压缩系数之间的关系,并提出工程中用单个或多个物理指标评价黄土湿陷性的新方法。研究结果表明黄土湿陷系数与其物理力学指标之间具有较好的相关性,其中湿陷系数与深度、含水率、干密度之间呈线性负相关性,与孔隙比呈线性正相关性;对于关中地区Q₃黄土,黄土是否具有湿陷性的界限含水率为20%,界限干密度为1.4 g/cm³,界限孔隙比为0.9;相比而言,孔隙比对黄土湿陷系数影响最大,干密度和含水量次之,而后是塑性指数,压缩系数与湿陷系数的相关性较低。最后,基于数据挖掘技术,提出用多个物理指标综合评价黄土湿陷性的经验公式,可用于估算黄土的湿陷性。
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  弱膨胀土干湿循环直剪强度试验研究

  边加敏

  raybet体育在线 院报. 2018, 35(6): 81-85,91. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160801

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  为研究干湿循环作用下弱膨胀土的干湿循环直剪强度特征,采用南京胥河边坡弱膨胀土进行2种干密度下的干湿循环试验,对干湿循环后土体的剪应力、凝聚力及内摩擦角进行了分析,探究了膨胀土土样干湿循环后的直剪强度变化规律。试验结果表明膨胀土干湿循环后的裂缝扩展随着干湿循环次数的增加而增多、增宽,并呈现明显的不可逆性;土体的凝聚力随着干湿循环次数的增加而逐渐减小,且不同干密度土体干湿循环稳定后的凝聚力趋近于相同的稳定值;内摩擦角随干湿循环次数的增加变化规律不明显;直剪试验时的上覆压力对于土体抗剪强度测定的剪应力衰减影响明显,上覆压力越大,剪应力的衰减越小。在进行膨胀性土的边坡稳定性分析时,应采用低应力下的直剪强度参数作为分析参数,研究结论可为工程设计提供参考。
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  基于损伤演化的半均质砂岩本构模型研究

  马高强

  raybet体育在线 院报. 2018, 35(6): 86-91. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20160787

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  为了对受载岩体破坏过程的损伤演化规律进行探究,利用三轴试验仪对半均质砂岩进行三轴压缩试验,并布置声发射(AE)监测仪,对砂岩变形破坏全过程进行试验研究。分析了不同围压下砂岩三轴压缩各阶段的声发射特征,提出了基于AE事件点数的损伤变量,分别假设损伤演化方程服从韦伯分布和对数正态概率分布,建立了以AE事件点数为损伤变量的损伤演化模型,并引入修正系数对损伤变量D进行修正。结果表明围压越大,声发射活动越弱,围压能够抑制试样内部裂纹的产生和发展,增大试样强度,从而延缓其宏观破坏时间;砂岩的损伤发展主要经过4个阶段,即初始损伤阶段、损伤稳定发展、损伤加速阶段和破坏后损伤阶段。通过对韦伯分布和对数正态分布建立的声发射损伤模型进行比较,发现对数正态分布更适用于描述半均质砂岩的声发射现象。
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  双排桩支护结构抗倾覆稳定性改进计算与分析

  李松,马郧,张德乐,李受祉,刘佑祥,张晓玉

  raybet体育在线 院报. 2018, 35(6): 92-97,106. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20161287

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  基于相关规范中双排桩、重力式围护结构抗倾覆安全系数计算方法对比分析和双排桩支护体系倾覆力、抗倾覆力组成分析,提出了一种考虑前排桩抗压、后排桩抗拔力偶和地下水浮力对双排桩抗倾覆安全系数影响的改进计算方法。工程案例验算表明同条件下,改进后的双排桩抗倾覆安全系数计算值相比于规范中公式计算值可提高20%~55%。利用自主研发的中勘之星双排桩计算软件进行抗倾覆安全系数影响因素分析,结果表明随着支护桩嵌固深度变大,双排桩抗倾覆安全系数先减小后增大,前排桩抗压与后排桩抗拔力偶对转动点的力矩对抗倾覆安全系数起的作用越来越小;随着双排桩排距增大,抗倾覆安全系数呈近似线性增加,前排桩抗压与后排桩抗拔力偶对转动点的力矩对抗倾覆安全系数起的作用越来越大。改进的双排桩抗倾覆安全系数计算方法可为相关工程双排桩抗倾覆安全系数计算提供参考。
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  码头堆场地基强夯加固对邻近铁路桥振动影响的研究

  丁圣辉,丁淑平,张明强

  raybet体育在线 院报. 2018, 35(6): 98-101,106. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20180238

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  武汉港花山码头工程陆域堆场位于铁路专用线通过区域。为研究陆域堆场强夯对邻近铁路桥的影响,合理确定强夯工艺,结合强夯试验成果分析了夯能、夯击数、夯击距离与铁路桥振动之间的关系。现场测试采取4 500 kN·m夯能时,强夯击数>5击后铁路桥桥面振动速度收敛至3.5 cm/s。采取6 000 kN·m夯能时,40 m以外的铁路桥桥面振动速度<4.0 cm/s,振动频率<10 Hz,满足《建筑工程容许振动标准》要求。依据试验成果推导出了黏土地基强夯引起的建筑物振动速度衰减规律方程,相关研究成果可为同类工程借鉴参考。
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  岩石统计损伤软化模型及其参数反演

  黄海峰,巨能攀,蓝康文,李萌,孔伟,郭露遥

  raybet体育在线 院报. 2018, 35(6): 102-106. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170042

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  为了反映岩石应变软化现象,基于岩石微元强度服从Weibull随机分布的假定,结合连续损伤理论,建立岩石统计损伤软化模型。该模型含有2个待定系数,其中一个可通过岩石应力-应变曲线的峰值点确定,另一个取决于微元强度参数。通过研究微元强度参数对所建模型的影响,采用优化反演分析法确定模型参数,克服传统方法求解模型参数精度较低的难点,并依据微元强度参数选取合理的强度准则。采用YSJ-01-00岩石三轴流变试验机进行红层泥岩常规三轴压缩试验,对比试验曲线和理论曲线,验证了本文模型和方法的正确性与合理性。
水工结构与材料
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  大坝混凝土分数阶徐变模型探讨

  刘钰,黄耀英,唐腾飞,肖磊,高俊

  raybet体育在线 院报. 2018, 35(6): 107-110. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170190

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  混凝土是一种介于理想固体与流体之间,与加载龄期和持荷时间有关的徐变材料。针对分数阶微积分可描述处于理想固体与流体之间不同状态的流变行为,建议将分数阶模型应用于混凝土徐变模型分析。首先基于带软体元件的广义开尔文模型,建立了5参数分数阶徐变模型;接着结合复合形优化算法反演出混凝土分数阶徐变模型的5个参数。工程算例分析表明,分数阶徐变模型计算值与试验值吻合效果良好,且与8参数模型拟合效果相当,将分数阶流变模型应用在混凝土徐变中为混凝土徐变分析提供了一种新思路。
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  大体积混凝土胶凝材料体系水化放热规律研究

  朱鹏飞,宫经伟,唐新军

  raybet体育在线 院报. 2018, 35(6): 111-116. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170002

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  为研究低热硅酸盐水泥与大掺量矿物掺合料胶凝材料体系间水化放热规律方面的差异,采用直接法测定两者的水化放热过程,根据计算出的水化放热曲线及水化速率曲线,分析了两者在水化放热规律方面的差异;并采用Krstulovic-Dabic模型3个时期的积分方程进一步对比分析两者在水化进程方面的差异。研究结果表明试验方案中掺有矿粉的胶凝材料体系水化热前期低于低热硅酸盐水泥,而后期高于低热硅酸盐水泥;在水化放热规律方面,掺入一定掺量的矿物掺合料后,与低热硅酸盐水泥相比,初终凝时间延后,加速期与减速期延长;在结晶成核与晶体生长(NG)时期,n值越大,水化阻力越大,初凝时间相对推后,k_NG值越大,水化速率越快,加速期越短,终凝时间相对提前,在相边界反应时期(I)与扩散时期(D),k_I,k_D越大,水化速率越快,减速期越长。研究结果为改善大体积混凝土的温度防裂性能提供参考。
信息技术应用
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  拉萨河流域河宽与地形结构因子相互关系分析

  蒋成伟,刘金涛,林璐,许珊珊,姬海娟

  raybet体育在线 院报. 2018, 35(6): 117-121,134. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170480

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  利用Google Earth遥感影像,测量了拉萨河流域451个局部河段的河流水面宽度,得出了10个主要河段的平均河宽。研究中,分别点绘了10个主要河段的平均河宽与5种地形结构因子(河流纵比降、弯曲度、凹度、河流上游集水面积、流域平均坡度)的相关图,采用线性函数、指数函数、对数函数以及幂函数4种函数对其进行相关性分析。结果发现,在5种因子中,河流水面宽度与上游集水面积相关性最好,当用线性函数拟合时确定性系数达到了0.81;河流的纵比降与河宽的相关性也较好,当采用指数函数与幂函数拟合时,两者的确定性系数均为0.76。研究探讨拉萨河流域河宽和地形结构因子的相互关系对认识青藏高原河流地貌特征规律以及提高无资料流域河流流量和总水量预测的能力等均有重要意义。
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  GB-SAR影像坐标到三维地形坐标转换方法

  王鹏,邢诚

  raybet体育在线 院报. 2018, 35(6): 122-127. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20161314

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  为提高地基合成孔径雷达(GB-SAR)影像二维坐标到地方三维坐标转换的全局精度和可靠性,克服传统相似变换参数估计法的局限性,提出三维激光扫描数据辅助GB-SAR影像坐标三维变换方法。首先推导了相似变换参数估计法缩放因子的计算公式。分析结果表明相似变换法在目标处于不同相对高度条件下的计算精度不均匀,仅适用于距离雷达较远、范围较小的局部区域,并且相对于雷达中心的高度变化不能过于剧烈。由此提出利用三维激光扫描技术提供外部高程信息,依据GB-SAR成像几何投影原理,在投影面上完成点云和像元的匹配,实现GB-SAR影像坐标到地方三维坐标的变换计算。最后,结合GB-SAR隔河岩坝体高边坡变形监测试验,验证了该方法的有效性。研究成果有利于实际GB-SAR监测应用中对变形的三维解译和分析。
仪器设备与测试技术
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  高恒阻滑坡监测锚索静力拉伸特性试验及应用

  陶志刚,杨伟,刘卫欣,蒋超超,陈伊凡

  raybet体育在线 院报. 2018, 35(6): 128-134. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20161243

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  实践证明利用传统预应力锚索进行露天矿山滑坡灾害监测预警,当滑动力超过预应力锚索材料破断力时会发生锚索被拉断破坏的现象,从而导致整个监测系统失效。针对上述情况,一种具有负泊松比特性的高恒阻大变形滑坡监测锚索被研发出来,且广泛应用于露天矿山滑坡监测领域。首先描述了高恒阻滑坡监测锚索的结构组成;然后,建立了高恒阻力学模型,揭示了其大变形的工作机理;接着,通过一系列静力拉伸条件下力学特性室内试验,试验结果证明,高恒阻锚索拉伸时,可保持500 kN的恒阻力,最大延伸量可达850 mm,揭示高恒阻滑坡监测锚索在几何尺度与应变尺度上的负泊松比效应;最后,将该锚索应用于南芬露天铁矿边坡安全监测现场,成功对“2010-0731滑坡”全过程进行了监测预警,为其在类似工程中的应用提供了理论和实践依据。
水利工程建设与管理
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  基于Leaderrank的高拱坝场内施工道路复杂网络重要节点挖掘与分析

  黄建文,张一弛,袁华,黄敏,龚世柒,姜海龙

  raybet体育在线 院报. 2018, 35(6): 135-140. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20171250

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  高拱坝施工道路是保证高拱坝工程顺利实施的重要条件之一,由于其所处的环境较为复杂,不确定性因素很多,使得施工道路经常受到损坏。为使施工道路受到损坏后尽快恢复其应有的功能和运输强度,应用复杂网络理论,根据高拱坝施工场地特征,建立了高拱坝场内施工道路网络模型,并采用Leaderrank算法对道路网络的重要节点进行挖掘和验证。最后,运用工程实例,建立了一个具有23个节点的施工道路网络模型,通过对网络模型特征进行分析,并经节点失效验证,发现重要节点排序结果符合高拱坝施工道路实际情况。研究结果可以为高拱坝施工道路管理、抢修提供理论依据。
第十届全国泥沙基本理论研究学术研讨会专栏
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  珠江河口磨刀门口外拦门沙近期演变分析

  吴门伍,严黎,杨留柱,卢陈,杨裕桂

  raybet体育在线 院报. 2018, 35(6): 141-145,153. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20171029

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  珠江河口磨刀门口外拦门沙的形成,受径流、潮流、沿岸流、波浪影响,且河口的地形条件及泥沙运动也是拦门沙的重要影响因素。根据近40 a来实测地形资料,对磨刀门口外中心拦门沙、西侧拦门沙、东西两汊深槽的演变进行了分析,并对拦门沙区域的冲淤变化进行了讨论。分析结果表明珠江河口磨刀门口外拦门沙区东、西汊不断向海延伸、拓宽,大洪水对东、西汊的发育起到显著促进作用;东汊走向则有一定摆动,东汊发育具有显著的季节性特征,受波浪改造作用明显;中心拦门沙内外坡以冲刷为主,滩顶淤积加高,南北径缩短;西侧交杯沙在波浪作用下呈新月形发育,交杯四沙向陆并岸的过程中,易受到洪水冲决作用,在并岸的浅滩中冲出深槽。研究结果可为河口规划、整治提供参考。
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  基于粒径和 ¹³⁷Cs的三峡水库消落带泥沙来源示踪研究

  王彬俨,严冬春

  raybet体育在线 院报. 2018, 35(6): 146-153. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20171063

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  为分析三峡水库消落带泥沙输移与沉积规律,采用原位观测方法,沿库岸H=148 m高程带选择15个采样点,并甄选出3个典型断面采集沉积泥沙样品,利用激光粒度仪和γ能谱仪分别测试样品的粒径与 ¹³⁷Cs活度,分析二者在水平和高程2个维度的变化特征,探讨消落带沉积泥沙来源。结果表明①三峡水库消落带沉积物的中值粒径(D₅₀)沿水流方向逐渐降低,并在忠县任家镇及其下游河段基本保持稳定,而 ¹³⁷Cs活度沿水流方向逐渐增大,但在任家镇及其下游河段仍有波动。②消落带邻江区域沉积物的粒径最粗、 ¹³⁷Cs活度最低,除这一区域外,沉积物粒径沿高程的变化取决于消落带上方坡面的土壤侵蚀状况,若上方存在侵蚀,沉积物粒径随高程的增加而增大,若上方微弱侵蚀或无侵蚀,则沉积物粒径随高程的增加而降低,但 ¹³⁷Cs活度不受上方土壤侵蚀状况影响,均表现为随高度增加先降后升的变化趋势。③粗颗粒与细颗粒沉积物具有不同的来源特征,变动回水区的粗颗粒也主要源于金沙江和嘉陵江,乌江入库的粗颗粒主要沉积在涪陵至忠县任家镇河段,任家镇下游的粗颗粒主要源于库区内侵蚀产沙;变动回水区的细颗粒主要源于金沙江和嘉陵江,常年库区的细颗粒泥沙来源较多,金沙江、嘉陵江、乌江和库区内侵蚀产沙均存在明显贡献,而库水位涨落过程中的波浪侵蚀对沉积物存在再分配作用,它能使表层沉积物重新进入水体,并在较低的位置实现二次沉积。
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  采煤和岩溶水开采对晋祠泉出流影响的随机模型分析

  冉曦,顾盼,连雷雷,左建,邱瑞明

  raybet体育在线 院报. 2018, 35(6): 154-158. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20171035

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  以晋祠泉域为例,在泉域驱动因素的基础上,将泉域岩溶水系统概化为一个多输入-双输出的系统,输入项为当年及前7 a的降水、岩溶水开采量和采煤排水量;输出项为晋祠泉总排泄量,即出流量和侧排量。然后采用多元线性回归和BP神经网络2种随机模型,建立泉域各输出项与各输入项的关系,再假定无岩溶水开采和无采煤排水2种情景,在这2种情景下模拟泉域的排泄量,对比分析采煤和岩溶水开采对晋祠泉出流量的影响。研究结果表明采用多元线性回归模型,在1956—1994年多年平均条件下,岩溶水开采后晋祠泉排泄量减少0.42 m³/s,采煤排水后出流量减少0.23 m³/s,人类开采使总排泄量减少0.65 m³/s;采用BP神经网络模型,1956—1994年多年平均条件下,岩溶水开采后泉域排泄量减少0.30 m³/s,采煤排水后出流量减少0.27 m³/s,人类开采使总排泄量减少0.65 m³/s。20世纪80年代后采煤活动加剧,2种随机模型均反映出采煤排水对泉域有严重的影响。