2022年, 第39卷, 第6期　
刊出日期：2022-06-01

  

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  raybet体育在线 院报. 2022, 39(6): 0-0.

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专家特约稿
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  高寒地区水工混凝土防护修复技术与应用

  李珍, 熊泽斌

  raybet体育在线 院报. 2022, 39(6): 1-8. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210924

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  高寒地区水工混凝土建筑物处于超大温差、极端低温、强辐射、大风、干燥等复杂条件,混凝土结构容易产生以冻融破坏为代表的劣化病害,防护修复技术是常用的劣化防治措施之一。通过有限元方法对冻融循环作用下水工建筑材料劣化过程及影响规律进行了模拟计算。结果显示,在周期变温荷载作用下,孔隙水结冰产生的冻胀应力是导致混凝土耐久性降低的主要因素。除了改善混凝土本体抗冻性外,还应采用表面防渗处理,如表面涂层防护,以控制混凝土内部含水量和冻胀应力,提高抗冻融能力。介绍了高寒地区水工建筑物防护修复材料的选择原则、种类特点和施工工艺,总结了防护修复技术在高寒地区的典型工程应用,为高寒地区水利水电工程维护提供了一定的参考借鉴,并从材料性能、配套设备、工艺拓展、标准制定4个方面进行了展望。
流域综合管理
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  东江流域河长制下跨省界联防联控对策

  李晓萌, 许永江, 沙志贵, 曹慧群, 汤显强

  raybet体育在线 院报. 2022, 39(6): 9-14. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210216

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  河长制是以属地管理为主的河湖管理保护创新制度,流域统筹与跨省界联动不足是当前全面推行河长制工作的薄弱环节。以珠江流域典型跨省界河流——东江为例,采用座谈交流、资料收集和实地考察等方式,梳理了东江流域河长制推行现状,系统总结了东江流域跨省界联防联控工作的主要经验与存在的问题,并从加强流域统筹、加快跨省界联防联控制度建设、加强跨省界联合监测、联合执法、信息共享能力等方面,提出了河长制下东江流域跨省界联防联控的政策建议。研究成果可为国内其他跨省流域整体性管理保护提供借鉴。
河湖保护与治理
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  多目标协同下水系连通调度模拟

  刘晋, 胡永辉, 刘夏

  raybet体育在线 院报. 2022, 39(6): 15-23. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210248

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  随着经济社会的高速发展,我国许多城市的废污水排放量持续增大,引起江河湖泊污染物超标、水生态环境 日益恶化等问题,严重制约着经济社会发展。以中顺大围示范点为研究对象,从中顺大围河湖水系连通对围内防洪 调蓄、农业供水和水环境改善多个目标的影响出发,深入探索了开展中顺大围河网区水系连通的基础理论与规划关 键技术。结果表明:①当中顺大围以防洪调蓄为主要目标时,最优方案为方案 1,其平均涌容较现状少10⁵ m³;②当中 顺大围以农业供水为主要目标时,最优方案为方案 3,其引水量较现状提升约3.81倍;③当中顺大围以水质改善为主 要目标时,最优方案为方案2和方案3,其河网整体90％换水周期较现状缩短了约58.17％;④结合当前中顺大围面 临的防洪排涝水安全、城镇化发展带来的水环境、水利工程缺乏统一调度管理等典型问题,提出相应的改进措施与建 议。研究结果可为中顺大围河涌综合整治及修复、水生态保护等工程提供重要理论依据和技术支撑。
水资源
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  耦合流域-区域用水总量红线的供水优化模型及应用

  黄草, 何斯重, 冯迪子, 慕龙, 李志威

  raybet体育在线 院报. 2022, 39(6): 24-30. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210168

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  为细化流域-区域耦合的用水总量指标及优化供水方式,基于流域用水总量红线与区域用水总量红线的共同约束,建立了耦合供给侧和需求侧用水总量红线的多水源多目标水资源系统供水优化模型,并应用于浏阳河-捞刀河流域,分析不同水源分配到不同行政区的最优供水方案以及最大供水量。现状年浏阳河-捞刀河流域存在一定的过度供水或供水不足;供水优化模型压缩了两流域平水年和丰水年的超红线供水,提高了枯水年和特枯年供水量;两流域规划特枯年比现状特枯年的缺水率降低了11.63%。这表明供水优化模型能较好地优化流域供水方式,确定不同频率年流域耦合区域的用水总量细化指标,相关成果可为用水总量控制的过程监管及超标预警提供有效技术支持。
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  近20年青藏高原水资源时空变化

  周思儒, 信忠保

  raybet体育在线 院报. 2022, 39(6): 31-39. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210212

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  青藏高原被称为“亚洲水塔”和“第三极”,青藏高原水资源变化对我国乃至周边众多国家的水资源安全及人民生活均产生深远的影响。利用《青海省水资源公报》及《西藏水资源公报》数据,采用线性倾向估计、Mann-Kendall趋势检验法和Person相关系数法对1997—2018年青藏高原地表及地下水资源时空变化进行了研究。结果表明:①青藏高原水资源分布呈东多西少、南多北少的分布态势,水资源分布极其集中,主要集中在山南、林芝市,雅鲁藏布江流域及藏南诸河流域。②1997—2018年青藏高原地表水资源量呈不显著的上升趋势,地下水资源量呈显著下降趋势(－166.4亿m³／(10 a))。水资源变化趋势存在显著的空间差异,青藏高原北部青海省大部分地区地表水资源(98.3亿m³／(10 a))及地下水资源量(58.0亿m³／(10 a))均呈显著的上升趋势,南部西藏自治区大部分地区地表水资源量呈不显著的下降趋势,地下水资源量呈显著的下降趋势(－195.4亿m³／(10 a))。③青藏高原近年来气温呈十分显著的增加趋势,上升速率约为0.49 ℃／(10 a),北部青海省降水量呈显著增加趋势,南部呈不显著的下降趋势。综合降水与气温的影响,降水量变化是青藏高原地表水资源与地下水资源变化的主要影响因素。
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  三峡蓄水对局地气候变化的影响

  赵子皓, 江晓东, 杨沈斌

  raybet体育在线 院报. 2022, 39(6): 40-49. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210221

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  大型水体会对局部地区(局地)气候条件造成影响,三峡工程是当今世界规模最大的水利水电枢纽工程,为了分析三峡蓄水对当地气候变化的影响,以三峡库区10个站点为研究对象,利用气候倾向率、CVM检验等方法,系统分析了三峡库区66 a来气候变化特征以及蓄水对局地气候变化的影响。结果表明,三峡蓄水后局地温度下降,影响大坝附近299.83 km²的地区,影响距离最远距大坝12.65 km,大坝最近的秭归站温度在1997年发生突变,蓄水后20 a秭归站年平均温度较蓄水前20 a下降1.15 ℃;蓄水造成局地降水量增加,影响大坝附近2 914.88 km²的地区,影响距离最远距大坝109.15 km,大坝最近的秭归站降水在1997年突变,蓄水后20 a秭归站平均降水量较蓄水前上升245.90 mm;蓄水造成局地相对湿度增加,秭归、兴山站相对湿度分别在1997年、2003年突变,蓄水后20 a秭归站相对湿度较蓄水前20 a上升5.29%;蓄水造成局地日照时数下降,影响大坝附近2 045.66 km²的地区,影响距离距大坝最远41.06 km,距大坝最近的秭归站日照时数在2002年突变,蓄水后20 a秭归站日照时数较蓄水前20 a下降33.87 h。蓄水对气象要素影响的范围较小,对各要素共同造成影响的范围仅75.27 km²,各要素全部在蓄水期间发生突变的仅秭归一站。
工程安全与灾害防治
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  水利水电工程锚固支护监测布置优化分析

  任大春, 王亚军, 段杭

  raybet体育在线 院报. 2022, 39(6): 50-55. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210204

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  锚杆和锚索是工程边坡治理和地下工程开挖过程中最常用的支护措施之一。为反映支护结构受力情况,通常会选择一定数量的锚杆和锚索布置监测仪器,国内相关的4个规范对监测锚杆锚索布置数量和比例要求有一定差异。选取10座有代表性的大型水利水电工程进行监测布置研究,通过数理统计计算分析,提出监测仪器布置数量的合理建议。研究表明:锚杆锚索监测成果的代表性与所抽取的样本数关系密切,与总样本数及抽样比例无直接关系;被监测体样本的不均一性对抽样代表性影响显著;当抽样数<10时,随着抽样数的增加,抽样误差显著下降,抽样代表性显著增加;当抽样数>50时,抽样代表性增加不明显;考虑到采用大规模锚杆锚索支护时,各区域的地质条件和受力环境存在差异,其监测布置应结合地质条件和工程结构综合考虑,不宜统一规定相应的监测比例。
水力学
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  梯形凹角台阶式溢洪道水力特性

  李少伟, 张文传, 王均星, 周招

  raybet体育在线 院报. 2022, 39(6): 56-63. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210612

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  台阶式溢洪道中凹角水流的循环及能量交换是泄洪消能的关键因素之一,目前台阶式溢洪道的研究多集中在台阶的坡度、尺寸以及与宽尾墩等联合运用方面,鲜有对台阶凹角几何形状进行研究。通过水工模型试验和数值模拟计算,对传统三角形凹角台阶和新型梯形凹角台阶的流态、掺气浓度、压强、流速等水力特性进行研究,结果表明:梯形凹角台阶与三角形凹角台阶水流水力特性分布规律相同,但由于梯形凹角台阶改变了旋涡脱落的形状,漩涡脱落进入主流中,促进水流湍动,使得初始掺气点位置略微前移,增加主流区断面平均掺气浓度,提高虚拟底板处总压强波动强度,降低台阶沿程流速,有利于提高台阶抗空化空蚀能力和促进台阶消能。
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  基于示踪试验的空腔连通性及管道水力参数测定

  范时杰, 杨艳娜, 许模, 范全忠, 余磊, 甘小泉

  raybet体育在线 院报. 2022, 39(6): 64-68. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210203

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  云南省巧家县白鹤滩水库建成后,位于金沙江右岸富水冲洪积扇内的白鹤滩水电站移民安置用地中,钻孔揭露大量空腔,为了探究该地块地下水渗流规律及空腔连通特征,采用示踪试验进行研究。本次示踪试验历时2 d,以荧光素钠为示踪剂,采用V1600型可见分光光度计在波长为495 nm时检测样品中荧光素钠吸光度,根据决定系数R²=0.945 1的荧光素钠浓度-吸光度标准曲线换算荧光素钠浓度,获得单峰型荧光素钠浓度时间序列曲线。通过示踪试验揭示了场地区地下水整体由东向西流动,往区域最低排泄基准面金沙江排泄。场地区有2个地下水主要径流通道:①钻孔BK4163—BK4114—BK486方向;②钻孔BK4163—BK4224方向。同时根据 Qtracer2计算模型将示踪剂浓度曲线进行了定量分析,得出了过水通道的结构参数和水力学参数。
岩土工程
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  基于应变软化的软弱夹层边坡渐进破坏

  苏培东, 唐雨生, 马云长, 苏少凡, 张睿, 戚宗轲

  raybet体育在线 院报. 2022, 39(6): 69-75. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210305

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  含软弱夹层的顺层岩质滑坡是常见的地质灾害,研究其渐进破坏过程对于滑坡防治具有重要意义。基于软弱夹层的应变软化特性,推导了开挖工况下含软弱夹层的顺层岩质边坡渐进破坏的微分方程,并理论分析了渐进破坏的过程和阶段;对比摩尔-库伦本构模型下的数值计算结果,证明了应变软化摩尔-库伦本构模型能更准确地反映边坡软弱夹层的渐进破坏过程,并以实际工程案例进行了检验。研究结果表明:含软弱夹层的顺层岩质边坡的渐进破坏过程可分为初始、等速与加速变形3个阶段;在开挖工况下,破坏首先产生自坡脚,而后剪切破坏区不断扩展,沿软弱夹层延伸至坡顶,并在坡顶产生拉张破坏,边坡的整体破坏模式表现为滑移-拉裂式。
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  考虑滞后效应与吸附作用的非饱和土SWCC分形模型

  李慧鑫, 曹文贵, 陈可

  raybet体育在线 院报. 2022, 39(6): 82-89. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210135

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  传统土-水特征曲线(SWCC)模型的研究仅考虑了土壤基质势的毛细组分而忽略了吸附组分,高估了土壤在低饱和度范围的基质吸力。针对该问题,假设土壤孔隙系统可用一簇带有孔喉的毛细管表示,且其孔径分布服从分形规律。在此基础上将土壤中水分运移分为2个阶段,即毛细水与吸附水共同参与水分运移阶段,以及仅吸附水参与水分运移阶段,推导得到了可以反映全基质吸力范围土壤持水特征及滞后效应的SWCC模型。最后采用已有的试验数据与研究结果对得到的本构模型进行验证,结果表明所提出的SWCC模型预测曲线与试验数据吻合良好,且相比已有方法可更好地描述非饱和土SWCC的持水特性,证明了该模型的合理性与可行性。
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  岩-土交界面处超大直径过江盾构隧道地震响应特征

  姚二雷, 刘志芳, 苗雨

  raybet体育在线 院报. 2022, 39(6): 90-94. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210153

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  以武汉市三阳路超大直径过江“公铁合建”盾构隧道工程为依托,探讨了强震作用下岩-土交界面处隧道的损伤演化规律及地震响应包络特征。基于ABAQUS软件研发的动力有限元计算平台,建立了双隧道(含内部构件公路板与竖向隔板)-土体有限元模型,土体本构采用了修正的Davidenkov黏弹性动力本构模型,混凝土本构采用损伤塑性模型以模拟其开裂、损伤特征。计算结果表明:在岩-土交界面附近,盾构隧道衬砌的加速度、位移及应力响应均出现突变;由于隧道结构穿越了软硬土层,其破坏始于拱腰的退出工作,进而衬砌内部构件节点破坏,拱肩最后破坏;衬砌拱腰处的破坏区域均在岩-土交界面附近的软土层中;衬砌内部构件的存在使得超大直径衬砌拱侧的水平剪应力明显减小。
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  考虑复合滑动边坡内部剪切约束机制的刚体极限平衡方法

  衣天宇, 卢波, 邬爱清, 徐栋栋, 王瑾

  raybet体育在线 院报. 2022, 39(6): 95-100. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210102

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  有别于平面滑动与圆弧滑动,具有复合底滑界面的滑坡体在滑移过程中,滑体各部位滑移方向因必须适应底滑界面的倾角而各不相同。滑体经过底滑界面转折部位时其滑移方向会产生突变,这种突变诱导滑体内部产生剪切破裂面,滑体内部的抗剪阻力则阻碍这种剪切破裂面的形成,从而有利于滑体的整体稳定。针对前缓后陡的复合滑动边坡,提出了考虑滑体内部剪切破裂面的三滑面刚体极限平衡分析方法,从而反映滑体内部抗剪阻力对边坡稳定的约束机制。以Vajont滑坡为例进行了详尽的案例分析,结果表明,复合滑坡体存在客观的内部剪切约束机制,三滑面刚体极限平衡分析可以充分反映这种机制,该方法可为具有复合底滑界面的边坡稳定性分析提供新的思路和方法。
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  隧道式锚碇在碎裂岩体中成洞及承载特性数值模拟

  余家富, 吴勇进, 王腾飞, 张宜虎

  raybet体育在线 院报. 2022, 39(6): 101-106. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20220310

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  与重力式锚碇相比,隧道式锚碇更为经济、环保,在峡谷地区悬索桥建设中具有广阔的应用前景。我国西南地区某在建铁路大跨度悬索桥隧道式锚碇在IV—V级工程岩体中承担4.3×10⁵ kN的超大主缆荷载,通过三维数值模拟方法对该隧道式锚碇的成洞特性、主缆荷载及超载作用下的围岩响应特征进行研究。结果表明:按设计支护措施,碎裂岩体在锚洞开挖后处于轻微挤压变形状态。主缆荷载作用下,锚碇周边围岩主要表现为弹性变形,锚塞体的位移增量属毫米级,围岩变形受地层岩性影响显著,锚塞体周边围岩位移梯度较大,主缆荷载的扩散范围有限;超载作用下,锚塞体围岩塑性区由后锚面逐步沿着锚塞体周边围岩向中前部发展,其最终破坏模式为锚岩接触周边围岩的剪切破坏。隧道式锚碇在围级基本质量较差的碎裂岩体中同样具有很强的适应性。
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  卵石土蠕变本构模型及其工程应用

  刘健, 唐扬, 易龙, 彭元诚, 周跃峰

  raybet体育在线 院报. 2022, 39(6): 107-112. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210109

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  卵石土是岩土工程建设中的常用材料,由于针对其流变力学特性的研究较少,导致无法评价该种材料的长期稳定性。采用试验研究、理论分析和数值模拟相结合的研究方法,针对卵石土开展了室内三轴蠕变试验,对卵石土蠕变的有关力学问题进行了探讨,分析了卵石土蠕变与时间、应力状态的关系,并提出了11参数卵石土蠕变的数学表达式及相应的参数指标。将该本构模型嵌入到ABAQUS软件中,计算了某大桥锚碇下覆地基的长期沉降变形。结果表明,提出的本构模型可以很好地描述卵石土的流变特性。与锚碇沉降变形监测结果相比,蠕变加速变形阶段的沉降计算结果偏大,蠕变稳定阶段的沉降计算结果偏小。研究结果可为卵石土的长期变形计算提供相关参考。
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  改良盐渍土强度变形及其微观特性试验研究

  色麦尔江·麦麦提玉苏普, 陶士超

  raybet体育在线 院报. 2022, 39(6): 113-119. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210066

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  盐渍土的盐胀溶陷等不良工程特性对交通基础设施建设及其安全运行有着极其不利影响。现以南疆地区路基氯盐渍土为研究对象,开展了不同龄期改良氯盐渍土2种试验方案的无侧限抗压强度试验及SEM-EDS试验,研究水玻璃、水泥、石灰、粉煤灰及纤维等多种材料联合改良盐渍土的机理及其微观特征。研究结果表明:以28 d抗压强度作为评价标准,方案1中最优组合为水泥8%+石灰12%+纤维0.2%+纤维长度18 mm+含盐量3%,适用于中盐渍土改良;方案2中最优组合为粉煤灰20%+石灰6%+纤维0.2%+纤维长度12 mm+含盐量1%,适用于弱盐渍土改良。2种方案改良盐渍土越过应力峰值后仍能保持较高的抗压强度值,改良盐渍土应力-应变曲线呈应变软化型,试样呈脆性破坏。根据微观结构及EDS分析,改良盐渍土的矿物颗粒相对较大,颗粒完整性较好,胶凝物由絮状水化硅酸钙和针状钙矾石构成,其微观结构较致密,颗粒间接触方式以面-面接触方式为主;相比方案2,方案1内部结构排列致密,内部完整性好,强度性能优越。该研究成果丰富了氯盐渍土改良技术,为盐渍土在路基处理中再循环利用提供了技术参考。
水工结构与材料
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  三板溪面板堆石坝流变特性及面板脱空效应

  蒋中明, 杨江寅, 孙盼, 廖峻慧

  raybet体育在线 院报. 2022, 39(6): 120-126. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210244

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  为深入分析高面板堆石坝的空间流变特性及面板脱空现象,提出了基于接触面单元变形分析的面板脱空计算方法,基于FLAC3D平台二次开发了面板堆石坝三维静力和流变特性同步分析的计算程序,并对脱空算法和程序进行了验证。针对三板溪面板堆石坝变形及脱空问题,采用二次开发的程序分析了坝体变形的时空分布规律和面板脱空特性,得到了坝体变形空间分布,明确了面板脱空位置分布及脱空值。研究成果表明:坝体流变效应在空间上呈现出显著的不均匀分布特点,坝体流变效应将加剧面板的脱空程度,并有可能引起出现新的脱空区域。
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  PVA纤维对水工混凝土抗冲磨性的影响试验研究

  赵杨, 孙海燕, 王福来, 董新越, 梁荣创

  raybet体育在线 院报. 2022, 39(6): 127-132. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210186

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  为解决水工建筑物面临的冲蚀问题,试验研究了在不同养护龄期下,不同体积掺量PVA纤维对混凝土强度、抗冲磨性能的影响,并对纤维混凝土的微观形貌进行了分析。研究结果表明,同基准组混凝土相比,当PVA纤维体积掺量为0.2%时,纤维混凝土的抗压强度提升了20.8%,劈裂抗拉强度提升了33.2%,抗冲磨强度提升了108.4%,磨损深度下降了34.2%,质量磨损率下降了3.9%。PVA纤维混凝土微观形貌的分析结果显示,当PVA纤维体积掺量为0.2%时,纤维在混凝土基体内分散性良好且呈乱向分布。结合SEM分析结果得知,在混凝土中掺入适量PVA纤维,可以显著提升水工混凝土的强度和抗冲磨性。
信息技术应用
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  海岛礁无控制点低空摄影测量研究与应用

  邬金, 王平, 王久, 吴星华, 苏希华

  raybet体育在线 院报. 2022, 39(6): 133-137. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210076

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  针对海岛礁地形特点,采用高性能垂直起降电动多旋翼无人机(VTOL)开展基于POS辅助的海岛礁无控制点航测技术研究,分析基于POS辅助低空无人机航测系统的相关技术要求,为今后南海岛礁海岸带地形获取工作提供技术依据。通过实地试验开展了海岛礁测图试验与精度验证,采用搭载OEM POS系统的无人机低空航空摄影测量系统及基于CORS 基站的 POS 数据解算和基于 PPP 技术的 POS数据解算2种方法的处理结果并分析比较两者的精度指标,以论证实现海岛礁无控制测量作业的技术可行性。通过前期调研给出了典型搭载设备及无人机型号的建议,通过本次试验获取了试验区域高分辨率的数码影像,得到高精度试验区域1∶2 000数字线划图(DLG)测图成果,并提出了适用于南海海域岛礁测量的、基于POS辅助的海岛礁无控制点低空摄影测量的相关技术要求,以期形成海岛礁测图的行业作业技术规范。试验结果表明,该系统在无控制点情况下,基于MEMS POS辅助的无人机航测技术可满足海岛礁1∶2 000大比例尺海岛地形测绘精度要求。
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  岩溶山区滑坡监测预警云平台设计与实现

  陈磊, 李斌, 彭程, 毕晓伟, 杨成生

  raybet体育在线 院报. 2022, 39(6): 138-144. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210469

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  针对西南岩溶山区滑坡监测数据量大、类型多、来源杂、集成与分析难等问题,基于Hadoop进行数据的存储与计算,并应用WebGIS等关键核心技术,设计并初步实现了适用于岩溶山区滑坡监测预警的云平台原型系统。首先,设计了多元监测数据集成管理的普适性云平台系统架构;其次,依托校园大数据平台、采用网络开发技术,搭建了应用型云平台;最后,基于原型平台实现并验证了岩溶山区滑坡监测预警云平台的基本功能模块。平台原型及其试验结果表明:岩溶滑坡监测预警云平台的构建设想与技术路线合理、可行,是探索岩溶山区滑坡信息化并进行岩溶滑坡地质灾害监测预警的有效手段和平台支撑。
引江济淮工程膨胀土专栏
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  引江济淮工程江淮分水岭软弱夹层对边坡稳定的影响

  甘旭东, 龚壁卫, 胡波, 李波, 刘明华

  raybet体育在线 院报. 2022, 39(6): 145-149. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20211075

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  引江济淮工程江淮分水岭局部存在顺坡向缓倾角夹层,施工期部分深挖方河渠因开挖时间长,已经出现了局部滑坡,初步分析结果表明这与夹层岩土体在大变形条件下强度已接近残余状态有关。为了分析夹层对边坡稳定的影响,对滑坡渠段的原状地层进行了取样,分析了渠坡软弱夹层的强度特性,并结合实际工程断面开展边坡稳定分析,提出了处理措施建议。研究表明,本工程渠坡稳定性取决于渠坡软弱夹层的位置、倾向和力学指标,滑坡部位软弱夹层在大变形的持续作用下已处于残余强度状态,并引发了局部滑坡。为此,对本工程深挖方渠段应结合渠坡岩土的分层结构及强度特性,采用抗滑桩和锚固等支档措施进行加固,同时应做好渠坡排水。
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  基于MICP技术改良的膨胀土膨胀特性试验研究

  刘浩林, 李丹, 胡波, 程展林

  raybet体育在线 院报. 2022, 39(6): 150-156. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20220049

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  为了探究微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术改良膨胀土膨胀特性的效果和作用机理,利用产脲酶菌CGMCC 1.368 7,开展了MICP拌和法处理膨胀土的膨胀特性试验。通过正交试验研究了反应液配比和Ca²⁺浓度对MICP拌和法处理膨胀土自由膨胀率、无荷膨胀率、CaCO₃百分生成量的影响及其变化规律,揭示了MICP改良膨胀土的微观机理。结果表明:经MICP拌和法处理后,膨胀土的膨胀特性得到显著改善;当反应液配比为1∶1、Ca²⁺浓度为2.0 mol/L时,膨胀土自由膨胀率最大降低了44.4%;当反应液配比为1∶3、Ca²⁺浓度为2.0 mol/L时,体膨胀率减小了92.2%,膨胀含水率降低了24.9%。MICP技术通过胶结土颗粒、充填土体孔隙和离子置换作用,降低膨胀土颗粒的亲水性,减小土颗粒间的排斥作用,减弱膨胀土的膨胀势。研究成果验证了基于MICP技术拌和法改良膨胀土膨胀特性的可行性。
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  背河坑塘水力条件对河道边坡稳定性的影响

  沈思朝, 邱金伟, 刘军, 童军, 胡波

  raybet体育在线 院报. 2022, 39(6): 157-162. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20211081

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  靠近渠堤的坑塘是影响和危害河渠工程安全的严重隐患之一。以引江济淮工程中涉及坑塘和膨胀土的某一河道为例,运用GeoStudio软件建立了耦合渗流和稳定性分析的河道边坡计算模型,并对该边坡提出了相应的支护方案,分析了边坡支护前后的抗滑稳定性,并研究了填塘范围、坑塘水深及土体渗透性对边坡渗流和稳定性的影响。研究结果表明:按支护方案进行支护后,各种工况下的渠道边坡稳定性均满足规范要求;填塘处理能够显著降低坑塘渗流在坡面的出溢点高程、减小渗漏单宽流量,进而提升河道边坡的稳定性;不同河道水位工况下,坑塘水深对坑塘水分在边坡内渗流和边坡稳定性的影响均较小;膨胀土渗透系数越低,坑塘渗流在坡面的出溢点高程越低,渗漏单宽流量也越低,安全系数越高,膨胀土渗透性对坑塘水分在边坡内渗流和边坡稳定性的影响均十分显著。研究成果可为类似河道边坡的支护设计、填塘处理提供参考和借鉴。