2021年, 第38卷, 第12期　
刊出日期：2021-12-01

  

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  raybet体育在线 院报. 2021, 38(12): 0-0.

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专家特约稿
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  水泥环氧复合灌浆技术研究及应用

  魏涛, 张健

  raybet体育在线 院报. 2021, 38(12): 1-5. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210560

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  不良地质体加固灌浆一直是水工建筑物基础处理的技术难题之一,近40多年来,利用水泥环氧复合灌浆技术成功解决了诸多工程难题。为总结该技术的研究和应用成果,阐述了水泥环氧复合灌浆材料的品种、研发历程;论述了复合灌浆的技术工艺,对复合灌浆的2种布孔方法(同孔复合和异孔复合)进行了定义和说明;明确了复合灌浆中化学灌浆的开灌标准应以受灌体透水率指标为依据;概括和总结了复合灌浆理论;介绍了水泥化学复合灌浆的典型工程案例。指出今后环氧灌浆材料研发应向高性能、无毒等方向发展;灌浆设备需提升其智能化及信息化水平;灌浆理论方面应加强室内模拟及可视化研究,完善水泥环氧复合灌浆理论体系,更好地为工程服务。
河湖保护与治理
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  长江上游高洪水期泥沙输移特性

  李思璇, 杨成刚, 董炳江, 张欧阳

  raybet体育在线 院报. 2021, 38(12): 6-11. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200888

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  长江上游高洪水期(汛期)泥沙输移特性是决定三峡库区泥沙淤积的关键因素,直接关乎三峡水库使用寿命及综合效益的发挥。借助干、支流长系列水沙资料,分析了长江三峡水库入库寸滩站高洪水期泥沙输移特性,结果表明:近40 a来,寸滩站场次洪水中7 d洪量未出现趋势性变化,而7 d沙量显著减少,高洪水期输沙经历了“涨水输沙占优—涨、落水基本持平—落水输沙占优”的变化过程。2013年以前,寸滩站高洪水期径流及泥沙均主要来自于金沙江,而向家坝、溪洛渡水电站陆续投运后,2013—2019年寸滩站洪水场次(洪峰流量30 000 m³/s以上)共计14场。从径流来源来看,仅4场主要来自于金沙江,其余9场主要来自于嘉陵江,1场来自岷江;从泥沙来源来看,9场主要来自于嘉陵江,其余5场分别来自于沱江、岷江、横江,金沙江已不是寸滩站高洪水期过程中泥沙的主要来源区。研究成果可为三峡水库沙峰排沙调度、库尾减淤调度提供理论支撑,为长江泥沙治理提供保障。
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  江湖系统显式与隐式二维水动力模型比较

  周立, 吴琼, 姚仕明, 胡德超

  raybet体育在线 院报. 2021, 38(12): 12-18. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200892

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  深入认识大型江湖系统水动力特性,需要使用平面二维数学模型代替传统一维数学模型开展模拟和研究。当以高分辨率计算网格作为前提时,大型江湖系统二维水动力模型“计算精度与效率”的矛盾则转化为计算效率瓶颈。以荆江-洞庭湖系统为背景(剖分为32.8万个四边形单元,最小网格尺度约50 m),选用MIKE21模型和一种半隐式欧拉-拉格朗日模型,开展大型江湖系统显式、隐式水动力模型性能的比较研究,探讨大型江湖系统高分辨率二维模型的可实用性。研究结果表明:显式模型稳定性较差,允许的最大时间步长为0.8 s;隐式模型稳定性好,时间步长可达60 s以上;在常规16核工作站的效率测试结果表明,显式模型具有良好的可并行性,加速比随核心数量基本呈现线性变化;隐式模型(使用预测-校正分块并行计算方法)亦可取得非常大的加速比,在16核心并行条件下加速比S_p可达11.1;模拟荆江-洞庭湖系统1年的非恒定流过程,显式、隐式模型的耗时分别为411、10.76 h(16核),后者计算效率是前者的38.2倍,可满足大型江湖系统整体高分辨率平面二维水动力模拟的实用性要求。
水资源
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  长江流域水资源生态足迹及其驱动因素

  邵骏, 卢满生, 杜涛, 王政祥

  raybet体育在线 院报. 2021, 38(12): 19-24. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210339

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  为定量分析长江流域水资源开发利用状况,在传统的水资源生态足迹模型基础上,对其水资源生态承载力计算参数的选取进行了改进,采用区域用水总量控制指标替代区域人均水资源总量,对长江流域主要省区市的水资源生态足迹和水资源生态承载力进行了计算,分析了水资源生态足迹的驱动因子。研究结果表明,长江流域水资源生态足迹年际变化不大,呈现出小幅增加的态势。水资源生态足迹的变化反映了长江流域用水结构的变化,其地区分布规律在一定程度上反映了区域GDP状况。长江流域水资源生态承载力总体上呈现盈余态势,水资源生态赤字与水资源生态承载力分布规律一致。采用对数平均迪氏指数分解法对结构、技术、经济和人口等驱动因素分析后发现,GDP的大幅度增长是水资源生态足迹增加的主要原因,人口因素和用水结构在一定程度上影响着水资源生态足迹的驱动效应,技术因素对水资源生态足迹的增加起到抑制作用。
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  水文变异条件下基于Copula函数的非一致性干旱频率分析方法——以鄱阳湖为例

  许斌, 袁喆, 孙可可, 鄢波

  raybet体育在线 院报. 2021, 38(12): 25-32. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200812

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  受环境变化的影响,时间序列的非一致性已对干旱频率分析造成越来越多的影响。针对目前干旱频率分析对时间序列“非一致性”考虑不足的问题,提出通过对时间序列的变异诊断、分时段干旱特征变量提取、Copula联合分布函数构建等过程,对水文变异条件下的非一致性干旱频率进行分析。以鄱阳湖为研究对象,采用非一致性干旱频率计算方法对湖口站1955—2015年的水位序列进行分析。结果显示:湖口站水位序列于2003年出现了跳跃向下的变异,水位变异后的干旱历时和干旱烈度比变异前均有所增大,同频率干旱事件的重现期存在较大幅度的缩减。鄱阳湖区有关水资源管理部门应尽快对干旱应对措施作出相应的调整,以适应水文变异带来的挑战。
水环境与水生态
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  咸宁市水库淤积物品质特性及资源化利用

  陈霞, 彭子凌, 周显, 刘心愿

  raybet体育在线 院报. 2021, 38(12): 33-38. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200825

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  对湖北省咸宁市某水库淤积物的富营养化和重金属元素进行了取样调查与分析,采用地质累积指数和潜在生态危害指数对淤积物中的重金属污染状况和生态风险进行评价。富营养元素的检测结果显示,总氮和总磷含量的分布大体呈现上游高下游低的趋势,淤泥试样的总氮和总磷含量明显高于砂样。重金属元素的检测结果显示,除含铅量外,上游区域的重金属元素含量明显高于下游区域。地质累积指数评价结果显示,咸宁市某水库中的Cd、Cu、Hg、Cr、As的污染程度主要集中处于无污染区域,而Pb的污染程度集中处于无污染-中度污染区域。潜在生态危害指数法的评价结果显示,咸宁市某水库中的重金属元素生态风险水平均较低,S7试样的潜在生态危害风险相对更大。围绕咸宁市某水库淤积泥、砂的资源化利用问题,提出了可用于农用土壤、工程建设用地、环境修复材料、路基填料以及建筑原材料等资源化利用途径。
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  长江三源浮游植物群落特征差异与环境因子关系

  李伟, 李鲁丹, 李欢, 贡丹丹, 郭伟杰, 乔强龙, 杜琦

  raybet体育在线 院报. 2021, 38(12): 39-45. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200844

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  长江源地处青藏高原腹地,水体环境特殊,关于源区间浮游植物特征差异及环境作用因子尚不清晰。对比了2012—2016年长江三源浮游植物特征,并采用主成分分析(PCA)、典范对应分析(CCA)揭示了浮游植物特征与13种环境因子间的关系。结果表明:隐藻门仅在南源当曲被发现,长江南源样点的浮游植物平均种类数最多,为18种,长江北源最少,为9种;北源的浮游植物平均密度最大,为37.70×10⁴ ind/L,南源平均密度最小,为28.90×10⁴ ind/L;长江南源的浮游植物平均生物多样性指数最高,达到3.04,北源平均生物多样性指数最低,为1.84;长江源区总体上浮游植物密度较低,水体处于贫营养状态。各源环境因子PCA结果显示:第一轴主要成分(71.23%)可解释为总氮、电导率,主要代表了河流营养物特征;第二轴主要成分(28.77%)可解释为海拔、床沙中值粒径、水温、含沙量和化学需氧量,主要代表河流生境状况。物种和主要环境因子CCA结果表明蓝藻门种类数与总氮、隐藻门种类数与海拔和床沙中值粒径,绿藻门种类数与海拔、化学需氧量和床沙中值粒径均呈明显的正响应关系,隐藻门和绿藻门种类数和含沙量、水温呈明显的负响应关系。
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  三峡水库变动回水区蓄水期鱼群空间分布及生境特征

  徐观兵, 王丽, 杨胜发, 杨威, 彭玉凤, 孙章

  raybet体育在线 院报. 2021, 38(12): 46-52. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20201212

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  三峡水库蓄水后变动回水区水动力条件和泥沙运动发生了显著变化,鱼类栖息地也受到了不同程度的影响。为了掌握三峡变动回水区朝天门至涪陵河段蓄水期鱼类栖息地现状,研究采用Bisonics DT-X科学回声鱼测仪对朝天门至涪陵河段进行了鱼群空间分布及生境特征监测。结果表明:蓄水期该河段水环境因子空间分布变化不显著,表明水环境因子不是影响该河段鱼群分布的主要原因;水深与流速在该河段变化较大,是影响鱼类栖息的关键因子;监测到8个大型鱼群平均密度为(64.6±13.5) ind/(10³ m³),鱼类平均体长为(16.8±4.6 )cm,以中小型鱼为主;回水沱、深潭及分汊河道是鱼类喜居河段,是鱼类重要栖息地。研究结果可为三峡水库变动回水区鱼类保护和栖息地修复提供科学依据。
水土保持与生态修复
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  基于文献计量的土壤污染研究趋势分析

  周显, 韩毅, 陈霞, 彭子凌

  raybet体育在线 院报. 2021, 38(12): 53-59. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200887

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  为了解全球在土壤污染方面的研究趋势,以 2000—2019 年的Web of Science 数据库及其扩展数据库中有关土壤污染的科学论文为研究对象,借助文献计量学方法分析研究动态。结果表明:世界范围内相关发文量总体呈逐年上升趋势,美国和中国在该领域的发文数量领先于全球其他国家和地区,分别占发文总数的19.70%和18.93%;中国科学院系统发文量最多,浙江大学以1 598篇位居第5;华人研究者高被引的论文在世界范围内最多,前20名中占有11名,其中有3位来自于湖南大学;重金属成为土壤主要污染物,未来土壤修复热点将集中在植物修复、微生物修复、无机矿物修复和联合修复技术等方面。
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  崇义客家梯田区森林枯落物持水特性

  彭圣军, 王姣, 刘颖, 胡强

  raybet体育在线 院报. 2021, 38(12): 60-65. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200774

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  为了解崇义客家梯田水源区森林枯落物水文特性,进一步揭示森林的水源涵养功能,通过现场调查取样和室内实验分析等方法,对崇义客家梯田区森林枯落物的储量和持水率、持水量、吸水速率等持水特性进行了研究。结果表明:试验地各林分类型枯落物总厚度为3.0~8.6 cm,总储量为3.29~13.19 t/hm²,总储量整体上随总厚度的增加而增大;枯落物最大持水率为239.65%~343.54%,即枯落物最大吸持水量可达其干重的2.4~3.4倍,枯落物最大持水量为5.58~12.32 t/hm²,相当于0.56~1.23 mm的降雨水深;在浸泡开始2 h内,枯落物吸持水量增加较快,随着浸泡时间延长,持水量与吸水速率的变化均较为平缓,持水量与浸泡时间呈明显对数函数关系,吸水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系。研究结果可为区域林分类型调配、森林涵养水源功能监测提供科学依据。
水灾害
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  珠江河口口门洪水分流比变化及成因

  黄伟杰, 刘霞, 卢陈, 杨裕桂

  raybet体育在线 院报. 2021, 38(12): 66-71. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200805

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  河口泄洪情势的变化关系到地区经济发展和灾害防治。基于珠江河口八大口门在1998年和2005年实测洪水资料及洪水发生前后河口实测地形资料,计算口门洪水分流比变化,分析口门泄洪分配特征变化及典型泄洪断面演变特征。在此基础上计算各个口门泄洪能力变化百分比。研究发现:河口典型泄洪断面宽度基本不变,河槽冲刷加深,有利于口门洪水宣泄;除横门外,其余口门泄洪能力增加;人类大规模的采砂活动引起的口门不平衡下切是导致珠江河口泄洪能力变化的主要原因,同时上游来沙显著减小背景下的河道冲刷也对此具有一定影响。
工程安全与灾害防治
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  考虑库水位及降雨联合作用的云阳县区域滑坡危险性评价

  谢家龙, 李远耀, 王宁涛, 刘月

  raybet体育在线 院报. 2021, 38(12): 72-81. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200815

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  危险性评价是区域滑坡灾害风险评价及风险管控工作中的关键内容。以三峡库区重庆市云阳县为例,首先利用逐步判别法从初始指标体系中筛选关键指标体系(坡度、高程、剖面曲率、地形湿度指数、岩土体类型、植被覆盖度和距道路距离),并基于逻辑回归模型完成全区滑坡易发性区划;然后以距水系5 km范围将研究区划分为非库岸区和库岸区,对非库岸区考虑不同降雨重现期下的滑坡时间概率,对库岸区考虑不同库水位状态与不同降雨重现期下的滑坡时间概率;最后综合时间概率和易发性结果得到云阳县区域滑坡灾害危险性区划图。研究结果表明:区内滑坡主要发育在强降雨+低库水位状态工况下;云阳县滑坡较高危险区及高危险区占研究区总面积的52.7%,主要沿长江干流及其支流水系展布,分布在城镇周边等人类工程活动开发程度较大的建设用地区域。研究成果对于提高危险性评价结果的精度和发展滑坡灾害风险评价理论具有借鉴价值。
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  基于多尺度自回归模型体系的混凝土坝位移预报及工程应用

  陈良捷, 魏博文, 喻俊豪, 罗绍杨, 毛颖

  raybet体育在线 院报. 2021, 38(12): 82-90. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200811

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  针对混凝土坝位移监测数据的时频非线性特征严重影响到数值模型预报精度的难题,通过小波技术解析原型数据中多重交叉环境驱动的效应实况,有机结合非线性自回归模型(Nonlinear Autoregressive Model with Exogenous Input, NARX)和差分整合移动平均自回归模型(Autoregressive Integrated Moving Average Model, ARIMA),建立了多尺度组合机制下的自回归模型体系,解决了内蕴复杂混沌特性的监测序列的信息挖掘难点。工程实例分析表明,所建模型的拟合精度及预测能力均得以提升,相比于传统模型具有较好的抗噪性和鲁棒性。此外,所建立的计算模型经一定的优化和拓展,亦可推广应用于其它水工建筑物的效应预报分析。
水力学
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  闸站结合泵站前池流态优化

  奚斌, 郑雅珍, 段元锋, 杨旭, 鲁儒

  raybet体育在线 院报. 2021, 38(12): 91-97. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20201258

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  为了优化闸站结合泵站运行时的前池流态,消除不良流态的影响,采用物理模型试验和数值模拟相结合的方法,分析了不良流态发生的原因。提出了多种优化整流方案,研究了其整流效果,构建了由带通水孔的导流墙、Y型导流墩和沿流向导流坎所形成的组合式整流措施。数值模拟发现,带通水孔的导流墙能够有效缩小并上移导流墙后回流区,再借助Y型导流墩和沿流向导流坎的整流作用,能使前池水流均匀顺直地进入进水池,较好地解决了因横向流速产生的偏流问题。研究结果表明,该组合式整流措施使得进水流道进口流速均匀度由86.30%提高到了93.46%,进水池两侧轴向流速偏差度由原来的12.63%下降为3.47%,整流效果显著。研究成果可为类似泵站工程流态改善提供参考。
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  黄金峡泵站水泵母材泥沙磨损试验研究

  张昕, 燕军乐, 杨振彪, 刘娟, 党康宁

  raybet体育在线 院报. 2021, 38(12): 98-103. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200922

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  水泵的泥沙磨损问题是泵站运行管理过程中需要重点考虑的问题之一,在含沙水流冲刷作用下,水泵过流部件易产生明显磨损,从而缩短水泵的使用寿命,降低泵站的运行效率。以引汉济渭工程黄金峡水利枢纽为例,通过在水力机械磨蚀测试系统——旋转圆盘循环工位上进行泥沙磨损试验,探究磨损部件不同备选材料的泥沙磨损特性,结果表明:材料磨损深度随测点半径的增大而增大,泥沙中值粒径的大小对磨损的影响显著,磨损深度随泥沙中值粒径增大而增大。同时根据试验结果,构建了材料磨损率关系式,估算了备选材料的磨损量,比选出了合适的水泵母材。最终,基于研究成果提出了减小水泵泥沙磨损的措施建议,对减缓水泵磨损,降低泵站后期运行和维护费用具有重要意义。
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  溢洪道弯段糙条消能工消能率试验研究

  樊帆, 牧振伟, 张红红, 李凡琦

  raybet体育在线 院报. 2021, 38(12): 104-110. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200833

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  为研究溢洪道弯段布置糙条消能工的消能特性,在新疆“635”溢洪道整治工程的研究基础上,通过量纲分析,建立了糙条消能率多因素影响模型;采用正交试验原理,对溢洪道弯段糙条消能工的布置进行正交试验并根据试验结果进行多重回归分析,得到了反映糙条布置参数和溢洪道工程参数的消能率计算公式;然后为探究各因素影响大小进行了相关性分析,并定义无量纲因子k来反映糙条消能工的综合特性。结果表明:溢洪道工程参数对消能率的影响较大,而糙条布置参数除布置角度外影响均较小;无量纲因子k与消能率和水面横比降均呈负相关关系,且改变糙条布置参数对水面横比降的影响较消能率大;k值的波动范围在0.016~0.049之间,当消能率最大时,k=0.025,水面横比降最小时,k=0.037。提出的消能率多因素影响模型是一种半理论半经验计算公式,可为实际工程设计提供理论依据。
岩土工程
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  饱和砂卵石地层袖阀管注浆技术及其效果

  邵羽, 米德才, 叶琼瑶, 杨礼明

  raybet体育在线 院报. 2021, 38(12): 111-117. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200834

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  以在建的世界最大跨径(575 m)钢管混凝土拱桥平南三桥北岸拱座基础工程为依托,采用袖阀管注浆技术对拱座基础持力层——饱和砂卵石层进行加固处治,并采用浅层平板载荷试验及现场大型直剪试验对处治后的砂卵石层地基的地基承载力和混凝土与砂卵石层注浆固结土体接触面的摩擦系数进行检测,以验证袖阀管注浆技术用于饱和砂卵石地层加固处治效果。研究结果表明,工程所采用的袖阀管注浆工艺显著提高了卵石层承载性能和摩擦性能。相关经验及成果可为西江流域或相似地质条件下修建大跨桥梁基础提供重要的参考资料,并对此类基础形式的优化设计施工工作提供依据。
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  黄河淤积粉土的两种复合稳定方案与性能对比

  樊亮, 周圣杰, 侯佳林, 王林

  raybet体育在线 院报. 2021, 38(12): 118-124. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200771

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  为探索路基工程中黄河淤积粉土的稳定技术和性能保障方案,针对德州齐河县境内的黄河淤积粉土,在乳化沥青复合稳定粉土(AE稳定土)的研究基础上,采用无机/有机复合材料制备出一种复合固化剂(FG固化剂),研究了AE稳定土和FG稳定土2种稳定方案下粉土的抗压强度性质、水稳定性和抗冻融能力;结合XRD、SEM表征技术,探讨了FG固化剂的稳定机理。研究认为,FG固化剂稳定土较AE稳定土有着更高的无侧限抗压强度、回弹模量和承载能力,水稳定性良好,在抗冻融能力上有着比AE稳定土更好的效果。XRD与SEM分析表明,FG固化剂提供了活性矿物质,其复合胶凝效应和填充增强保障了粉土的抗压强度,高分子物质起到粘结颗粒界面、填塞孔隙的作用,降低了内部孔隙率;两者造成土体的最大干密度变大;与AE稳定土的稳定机理不同。FG固化剂的使用为黄河粉土的稳定和工程应用提供了参考方法。
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  考虑养护温度的水泥土搅拌桩强度模型探讨

  费大伟, 黄耀英, 方国宝, 蔡忍, 谢同

  raybet体育在线 院报. 2021, 38(12): 125-129. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200829

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  室内水泥土标准试验与现场水泥土搅拌桩在养护温度和成桩工艺方面存在较大差异,导致室内水泥土抗压强度难以合理反映现场水泥土搅拌桩抗压强度。为此引入等效龄期理论和调整系数分别反映不同温度历程和成桩工艺对现场水泥土搅拌桩抗压强度的影响,从而建立考虑养护温度的水泥土搅拌桩强度模型。首先在室内开展了5、20、40 ℃ 3种不同养护温度的水泥土抗压强度试验;然后采用最小二乘法估计了水泥土活化能,并采用优化算法辨识了水泥土抗压强度模型参数;最后基于典型水闸工程地基温度和桩身强度检测值,识别了该模型的调整系数。分析表明,同龄期水泥土抗压强度随养护温度的增加而增加;成桩工艺差异对水泥土强度影响较大;新模型能较好地反映水泥土搅拌桩强度的发展规律。
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  考虑扰动效应的透水管桩地基土固结效果有限元分析

  牛顺, 肖涛, 冯健雪, 阮志环, 梅国雄

  raybet体育在线 院报. 2021, 38(12): 130-136. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200865

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  为探究考虑扰动效应时透水管桩桩周土的固结特性,利用有限元分析软件,建立了考虑扰动效应的饱和软黏土中透水管桩地基土固结三维模型,然后采用模型退化及试验实测数据对比两种方式进行有限元模拟准确性的验证。最后,在考虑扰动效应影响下,对不同开孔几何参数下桩周土超静孔压的消散情况进行了讨论。结果表明:模型退化验证及对比实测数据均与数值模拟结果基本保持一致,很好地验证了数值模拟的准确性;扰动程度系数α的变化仅对超静孔压前期的消散速率影响显著,并造成一定程度的孔压消散差,随着孔压消散的进行这一差距逐渐减小。扰动范围s的增大对于孔压消散速度的影响并不明显,相对于扰动范围s,桩侧孔压的消散速度对于扰动程度系数α的变化更敏感;不同开孔几何参数下的桩周土超静孔压随时间、空间的变化规律均表明了扰动效应对超静孔压消散速度具有显著影响。研究成果对于实际工程中透水管桩地基固结分析具有一定参考价值。
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  倾斜挡墙黏性填土非极限主动土压力计算

  陈建旭, 钱波, 郭宁, 余明东, 庄锦亮

  raybet体育在线 院报. 2021, 38(12): 137-145. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200839

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  朗肯理论局限于求解墙背铅直且光滑,墙后填土位移达到极限状态的土压力,因而开展倾斜粗糙墙背的非极限主动土压力的理论研究具有重大意义。将墙后黏性填土滑裂体分为弹性区和塑性区两部分,并基于非极限状态下的虚功原理,建立了能量守恒方程,推导了张拉裂缝深度及潜在滑裂面的解析式。在此基础上,考虑了土拱效应,并通过摩尔应力圆,得到了水平应力、竖向应力的表达式,由水平层分析法建立受力平衡方程,推求了倾斜挡墙黏性填土非极限主动土压力分布、合力大小、合力作用点深度的理论表达式。当满足朗肯假设时,朗肯裂缝深度、滑裂面倾角、合力值为其特解。由两例模型试验验证了公式的合理性。研究表明:张拉裂缝深度与填土内摩擦角φ_m、填土黏聚力c_m、墙土摩擦角δ_m、墙土黏聚力c_wm、墙体位移比η呈正相关,与墙背倾角ε呈负相关。潜在滑裂面倾角大小与c_m无关,随ε、φ_m、η的增大而增大,而δ_m、c_m对其影响则相反。墙背光滑时,土压力近似呈线性分布,合力作用点深度与朗肯解接近;墙背粗糙时,土压力则呈凸曲线分布,上部本文解大于朗肯解,下部反之,其大小随η、φ_m、c_m的增加而减小,峰值随ε的减小而有所提高,c_wm对其影响甚微,合力作用点深度仅在俯斜式挡墙发生较大位移时才可能低于朗肯解。
水工结构与材料
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  锈染骨料对湿筛与全级配大坝混凝土力学性能的影响对比

  石妍, 刘战鳌, 周世华, 刘春风

  raybet体育在线 院报. 2021, 38(12): 146-151. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20201365

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  为分析锈染粗骨料对大坝混凝土力学性能的影响,对比测试不同骨料工况湿筛及全级配混凝土的抗压、劈拉及轴向拉伸性能。结果表明:锈染物附着在原岩表层,厚约3~5 mm,锈染骨料的强度略低于无锈染骨料,且压载过程中存在劈裂剥离现象;锈染物降低了混凝土的力学性能,锈染骨料混凝土的抗压、劈拉及轴拉强度降低率分别在5%、10%及13%以内,但随龄期的增长而减小;全级配混凝土劈拉强度、轴拉强度及极限拉伸值分别为湿筛混凝土的70%～79%、56%～62%及56%～63%;试件断面内部特大石及大石分布相对均匀、有被拔出或拉断的情况,锈染骨料切口可见锈染物。研究成果可为锈染骨料对混凝土的性能影响评价及在大坝中的合理应用提供技术支撑。
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  混凝土面板堆石坝水下面板裂缝成因数值分析

  刘永涛, 郑东健, 武鑫, 曹恩华

  raybet体育在线 院报. 2021, 38(12): 152-157. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200799

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  混凝土面板堆石坝的水下面板裂缝形成发展,影响了面板的工作性态。为揭示水下面板裂缝的成因,依据监测资料研究了运行期不利温度工况及施工质量对面板裂缝的影响,提出以空隙率的概率分布函数表征施工质量的方法,采用质量保证率模拟堆石区的施工缺陷区域,确定了运行期堆石坝面板裂缝分析的流程。以某混凝土面板堆石坝为例,通过结构计算研究了面板裂缝开裂区域的应力情况及变化趋势。结果表明:温度因子对深水区裂缝产生及发展影响不大。在水荷载作用下,当施工质量缺陷区堆石料质量保证率为90%时,计算的裂缝应力符合裂缝的检查情况,验证了该模拟方法的合理性。研究成果对面板堆石坝的安全运行具有工程意义,也对同种坝型运行期水下裂缝的成因和判断具有参考价值。
仪器设备与测试技术
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  模型桥墩局部冲刷瞬时地形数据自动获取装备研制

  倪飞, 房世龙, 丁兵

  raybet体育在线 院报. 2021, 38(12): 158-162. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200777

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  模型试验中冲刷地形测绘装备相对落后,致使桥墩周围局部冲刷瞬时地形数据无法实时获取,冲刷动态发展过程及机理的模型试验研究工作难以开展。研制了一种模型桥墩局部冲刷瞬时地形数据等值线自动绘制装备,并利用室内水工模型试验优化了各组成的性能指标,量化了绘制装备的设计参数,分析了监测系统在模型应用中的测绘精度及在工程原型中的适用性。模型试验研究表明,该装备结构简单,操作方便,加工制作成本较低,精度及灵敏性较高,能够快速获取动态过程中局部冲刷瞬时地形等值线,适用于局部冲刷发展影响流场特性研究中的水下地形快速测绘,也可按放大比尺制作成型后应用于涉水建筑物周围水下地形监测。