输沙管流流速分布及浓度分布的研究

本文提出了管道紊流有效动量传递系数的概念、分布模式及数学表达式，得到了清水管流、含沙管流情况的统一流速分布公式和含沙浓度沿垂直管轴线的分布公式。本文所给出的公式不仅在理论上克服了以往公式所存在的不足，且其计算值与实验值符合较好。     

斜坡上均匀散粒体泥沙的起动流速研究

以泥沙相对暴露度为基础,采用理论推导方法,得到了斜坡上泥沙相对暴露度的均值。在此基础上,采用泥沙滚动起动模型,得到了斜坡上不同起动概率的泥沙起动流速公式。通过引入修正系数,得到了适用于不同起动概率及不同斜坡上均匀散粒体泥沙统一起动流速公式。通过与不同斜坡起动流速资料及现有的斜坡泥沙起动流速公式比较可知,本文公式与其他公式均具有较高的计算精度,均可用于天然河流泥沙起动流速估算。     

Einstein均匀沙推移质输沙率公式的修正

为更好地完善推移质输移理论,采用无后效的Markov过程描述床沙、推移质和悬移质运动的随机性,推导了新的推移质输沙率公式结构.引入隐蔽角的概念,进一步量化分析床沙位置分布特性.采用全概率泥沙起动概念,推导了考虑水流条件随机性和床沙位置分布特性的泥沙起动全概率.基于垂向脉动流速,得到了泥沙起悬概率,最终构建了新的推移质输...     

基于动量守恒的粘性泥石流冲击力计算

目前针对泥石流冲击压力的计算公式均假定泥石流体为连续流体。粘性泥石流的主要流动形式为阵流,其流速和密度的变化规律,目前尚未清楚,采用现有公式误差较大。本文基于动量守恒原理,引入泥石流体微元概念,推导出泥石流冲击力计算公式;采用Hilbert变换这种数字滤波方法对实测的冲击作用信息进行信号处理后,计算出公式所需参量。     

明渠和管道中紊流各流区的统一规律

明渠和管道中的紊流结构,是水力学中的一个基本问题。本文试图在作者提出的河床紊流随机理论的基础上,通过对壁面糙率绕流情况的分析,导出包括光滑区、过渡区和阻力平方区在内的流速分布的统一公式和阻力系数的统一公式,为这些多年来没有解决的问题提供理论上的分析和概括。导得的流速分布的统一公式和阻力系数的统一公式,均与试验资料一致。     

斜坡上泥沙起动流速统一公式的建立

为了建立斜坡上泥沙起动流速的统一公式,基于概率论与力学相结合的方法,考虑了细颗粒泥沙之间的黏结力及附加下压力对泥沙起动的影响,引入起动概率与附加质量力,采用滑动起动模型,从理论上推导了该统一公式,包括近底作用流速和垂线平均流速。通过实测资料验证,该公式的计算结果与实测数据符合较好。与其他公式相比,该公式形式简单,计算精度较高,可以用来计算斜坡及平坡条件下黏性、非黏性泥沙的临界起动流速。     

低浓度固液两相流中泥沙垂直分布的摄动理论解释

本文从低浓度两相流中固相和液相的相互作用着眼，从基本的动量方程和连续方程出发，将悬浮固体颗粒的存在视为对相同流动条件下清水紊流的摄动，引入摄动分析的理论，并通过动量方程直接得出了悬移质泥沙浓度分布规律，从而对作者和王光谦提出的悬移质泥沙分布的统一公式给出了理论解释     

泥沙起动规律初探

非均匀沙运动规律与均匀沙明显不同。故从非均匀沙起动的特点出发 ,阐述了其运动机理 ,采用滚动起动模式。通过对附加质量力的概念及表达式和相对暴露度参数的引入 ,推得了非均匀沙起动公式。并用实测资料进行了验证 ,同其它学者们的公式相比较为合理。作为特例得到了均匀沙的起动公式 ,该系数包含了其它公式。说明本文公式基本能反映非均匀沙的起动特性     

水库淤积泥沙干容重分布规律及其计算方法的研究

泥沙干容重是反映泥沙重力特性的一个非常重要的物理指标，现有计算干容重的经验半经验公式存在着使用不便、适用范围窄等问题。本文通过对水库实测干容重资料的分析，阐明了水库泥沙干容重的分布规律，引入浑限空隙率的概念建立了初始干容重、稳定干容重及淤积过程干容重的计算公式，验证计算表明公式具有较高的精度和准确度。     

基于概率统计理论的泥沙起动流速研究

为充分考虑泥沙起动的随机性,基于相对暴露度概率密度分布,结合瞬时水流流速及床面泥沙颗粒排列的随机特性,并采用泥沙滚动起动模型,建立了适用于散粒体及黏性细沙统一起动流速公式。通过与实测资料及经典的泥沙起动公式比较发现,本文公式计算值与实测资料吻合更好,验证了该公式在预测散粒体及黏性细沙起动流速的可靠性和优越性。     

冰在斜面结构上的纵横弯曲破坏分析

说明了在冰排与斜面结构相互作用分析中应当考虑水平力的附加弯矩作用，按照纵横弯曲模式进行了冰荷载和冰的断裂长度分析，给出了简化的公式和算例。结果表明，上述考虑将使冰力和冰的断裂长度趋于减小。预测的断裂长度与现场观测结果大致吻合。     

有中间支承的轴心压杆长度系数的求解

本文通过引入拉格朗日待定乘子，将有约束条件的驻值问题转化为无条件的另一驻值问题来处理；采用里兹法求解了四种有任意位置中间支承的轴心压杆的长度系数，最后将结果归纳成计算公式，以便应用。     

海相淤泥质土地基加筋滤网碎石桩竖向承载性能试验研究

为研究加筋滤网碎石桩竖向承载性能,对现场海相淤泥质软土地基,采用预成孔加筋滤网碎石桩处理。通过超重型动力触探、平板载荷试验对处理效果进行评价,分析加筋滤网碎石桩单桩竖向承载性能。通过建立加筋滤网碎石桩单桩有限元模型,分析加筋滤网包裹长度对碎石桩单桩承载性能的影响规律。结果表明:加筋滤网碎石桩单桩竖向承载力特征值约是普通碎石桩的2.4倍;加筋滤网对碎石桩的侧向约束作用、承载力贡献均存在尺寸效应,对HP470型加筋滤网,当桩体直径大于1 200 mm时,加筋滤网对桩身的侧向约束作用减弱,对承载力的提高作用减小,碎石桩体发挥主要作用;加筋滤网碎石桩(2～3)d(d为桩径)深度范围内桩体碎石密实度对单桩竖向承载力有显著影响,对由桩顶至3d深度范围内的碎石经3 000 kN·m能级强夯加固,单桩竖向承载力特征值较夯前提高约4.1倍;当竖向荷载P=200～250 kPa时,对于HP470型加筋滤网,在满足承载力和变形的要求下,可选择包裹长度6d为最小包裹长度。研究成果可为加筋滤网碎石桩优化设计提供依据。     

考虑材料层次尺寸效应影响的混凝土力学性能理论预测方法

大坝混凝土粗骨料粒径范围为5~150 mm,混凝土材料的宏观力学性能易随骨料级配等发生变化。本文从细观角度出发,提出了一种能够考虑材料层次尺寸效应影响的预测混凝土宏观力学性能的理论分析方法。结合混凝土材料内部细观结构形式,将其看作由粗骨料颗粒、砂浆基质以及界面过渡区组成的三相复合材料。假定骨料颗粒在混凝土受力过程中不发生破坏,采用双线性本构模型描述砂浆基质和界面过渡区的材料力学行为,基于断裂力学基本理论框架,推导得到了混凝土细观裂缝长度、宏观断裂能、单轴拉伸强度、特征长度以及脆性指数等力学参数的理论公式。基于本文提出的理论预测方法,分析了界面过渡区力学性能以及粗骨料级配、含量对混凝土宏观力学性能的影响。     

倾斜荷载作用下沉箱基础的极限承载力计算方法

为了确定沉箱基础在顶部受到倾斜荷载时的抗拔承载力,利用极限包络线方法进行分析。基于15组模型试验以及合理假定,提出了水平荷载、竖向荷载作用下沉箱基础的极限抗拔承载力函数,通过分析水平、竖向极限承载力系数与长径比的关系,提出了水平、竖向荷载作用下沉箱基础的承载力计算方法。基于不同长径比、不同荷载作用角度下沉箱基础的水平承载力归一化分量和竖向承载力归一化分量之间的破坏包络线图,得到了两者之间的幂函数关系,从而得到了沉箱基础在倾斜荷载作用下的极限承载力。     

HYDRAULIC CHARACTERISTICS OF VERTICAL VORTEX AT HYDRAULIC INTAKES

The trace of vertical vortex flow at hydraulic intakes is of the shape of spiral lines,which was observed in the presented experiments with the tracer technique. It represents the fluid particles flow spirally from the water surface to the underwater and rotate around the vortex-axis multi-cycle. This process is similar to the movement of screw. To describe the multi-circle spiral characteristics under the axisymmetric condition,the vertical vortex would change not only in the radial direction but also in the axial direction. The improved formulae for three velocity components for the vertical vortex flow were deduced by using the method of separation of variables in this article. In the improved formulae,the velocity components are the functions of the radial and axial coordinates,so the multi-circle spiral flow of vertical vortex could be simulated. The calculated and measured results for the vertical vortex flow were compared and the causes of errors were analyzed.     

天然微弯河道雷诺应力分析

采用多谱勒三相流速仪,在长江干流黄陵庙水文观测断面进行脉动流速观测,获得了不同流量级、不同垂线的脉动流速资料。在普朗特掺长假定的基础上对掺长与水深的函数关系进行分析研究,目的是寻求雷诺应力计算的可行途径,并为天然河流雷诺方程的封闭探求方法。提出了计算掺长的拟合多项式,基于提出的拟合多项式对雷诺应力进行计算,计算值与实测资料吻合良好。     

内锚固段长度计算公式比较研究

为探讨国内各行业土木工程规范中内锚固长度计算公式的区别、联系和存在的问题,基于国内各行业规范,通过对锚索（杆）胶结式内锚固段长度计算公式的比较研究,发现按不同行业规范计算的内锚固段长度相差较大。究其原因,系采用现行规范计算内锚固段长度时,因执行不同的荷载规定（设计值与标准值混用）,各计算公式的安全裕度不同而产生的较大差异。因此建议在以后修订规范时,能综合考虑上述因素,尽量缩小差异,以使规范更好地服务于设计工作。     

挟沙水流运动特性的探讨

本文引用大气边界层的混掺长度表达式作为挟沙水流近壁区的混掺长度，从挟沙水流总切应力平衡方程导出了近壁区的流速分布公式，通过比较验证后推广到整个水深范围，进而使用该公式导出了挟沙水流主流区以上的混掺长度、动量交换系数和整个水深的垂向紊动强度公式，并由后者得到了垂向紊动强度增减的临界条件，前两者与水槽资料点绘的结果吻合良好．     

天然河道浑水流速分布研究

通过对有关学者得出的几个典型的垂线流速分布公式的分析认为:现有的用于天然河道的流速分布公式都存在不同程度的缺陷,且这些公式仅能用来计算不受侧壁影响的二维情况下的垂线流速分布,当用于峡谷河段时计算值与实测值差别较大。实测资料表明,对数或指数型流速分布公式可用于描述宽谷河段的垂线流速分布。由水流阻力公式导得了天然河道垂线平均流速沿横向的分布,引进重线流速分布,即得到断面点流速的分布公式。公式既可以用于清水水流,也可以用于挟有泥沙的浑水水流,含沙量对流速分布的影响主要反映在指数m发生变化这一点上。与实测资料比较发现,公式较好地反映了天然河道流速分布的实际情况。