膨胀土击实样膨胀特性试验研究

为研究膨胀土的膨胀特性,选取南水北调中线工程南阳中膨胀土,对击实样进行了无荷膨胀率和有荷膨胀率试验,重点研究了南阳中膨胀土击实样的初始含水率、压实度、上覆荷载与膨胀特性的规律关系.试验成果表明:在相同起始含水率下,随着压实度的增大,膨胀土无荷膨胀率与压实度呈较好的线性增长关系;在相同压实度条件下,膨胀土无荷膨胀率随起始含水率增大而减小;含水率大于最优含水率可以明显的抑制膨胀土的膨胀;较小的荷载作用就可以抑制膨胀土的大部分膨胀量;由正交分析法分析可知,当荷载不大于25 kPa时,含水率对有荷膨胀率的影响要大于压实度对有荷膨胀率的影响,当荷载大于25 kPa时,则相反.     

基于Sigmoid函数的膨胀土膨胀时程试验研究

为了探究膨胀土的膨胀变形与时间的关系,通过改变膨胀土的初始含水率、压实度和上覆荷载,对南宁膨胀土进行了一系列室内有荷膨胀试验,得到了不同初始条件下膨胀土有荷膨胀的时程特性及其变化规律。引入Sigmoid激励函数,建立了耦合初始含水率、压实度和上覆荷载的3因素膨胀土膨胀时程模型,并确定了相关的模型参数。分析表明,模型参数的物理意义明确,模型计算结果与实测结果非常吻合,验证了模型的可靠性。研究结果可为膨胀土的有荷膨胀变形计算提供可靠的理论依据。     

压实弱膨胀土的膨胀变形特征及计算模式研究

膨胀性是压实弱膨胀土的典型特征,同时是造成膨胀土构筑物破坏的最重要的原因之一,合理地预估压实弱膨胀土在特定条件下的变形量对于减小构筑物的破坏具有十分重要的作用。因此,建立压实弱膨胀土的膨胀变形计算模式不仅显得十分重要而且也十分必要。基于此,在对压实弱膨胀土线膨胀率的相关影响因素进行分析的基础上,以高淳胥河某边坡弱膨胀土为研究对象,进行了不同初始状态下的膨胀土膨胀变形试验,研究了增湿比、压实度及上覆压力等对膨胀土线膨胀率的影响,建立了考虑增湿比、压实度及上覆压力的压实弱膨胀土线膨胀率变化模型,并采用其他学者的试验数据对该模型进行了成果验证,验证结果表明该模型可以较好地拟合压实弱膨胀土的膨胀变形量。     

弱膨胀土三轴膨胀模型及其应用

膨胀土渠坡往往因吸湿膨胀而发生浅层失稳，上覆压重换填水泥改性土成为处理浅层失稳的常用手段。以引江济淮工程弱膨胀土为研究对象，采用GDS三轴仪开展初始含水率为20%,压实度为96%的弱膨胀三轴膨胀试验，获得体应变和吸湿终了含水率随平均主应力变化关系式，建立了考虑含水率增量的三轴膨胀模型并探讨其工程应用，分析了引江济淮弱膨胀土渠坡稳定性及处理措施。研究结果表明：渠坡浅层吸湿膨胀引起一定深度范围内的土体发生非均匀膨胀变形是引起边坡失稳的主要因素。对于弱膨胀土低渠坡段(深度H≤8.7 m),采用0.3 m的压重荷载即可保障工程运行期安全。研究成果为优化工程设计、节省工程投资提供理论和设计依据。     

安康地区膨胀土膨胀变形与计算模式

为探究膨胀土的膨胀变形规律及计算模式,以陕西安康地区的膨胀土为研究对象,通过室内试验,开展了不同干密度及不同初始含水率的无荷载膨胀率试验、同一干密度下的有荷载膨胀率以及膨胀力试验。并基于试验结果提出了同时考虑初始含水率、初始干重度和上覆荷载3种因素耦合情况下的膨胀率计算模式。试验结果表明：安康地区膨胀土的膨胀量随初始含水率增大、初始干密度的减小、上覆压力的增大而减小;膨胀土的无荷载膨胀率与时间关系曲线满足Logistic模型,且均可根据膨胀速率的不同分为3个阶段;膨胀力随着初始含水率的增大、干密度的减小而减小,且在低干密度下(干密度ρ_d<1.47 g/cm³）膨胀力变化的速率较小,膨胀力大小差异也较小;验证计算结果证明了所提出的考虑3种因素的膨胀率计算公式是正确的,可为预测安康地区膨胀土的膨胀变形及工程建设提供参考。     

四川盆地某边坡膨胀土的力学特性试验研究

为了研究四川盆地某高速公路边坡膨胀土的膨胀及力学特性,对相同条件下增湿程度不同的膨胀土膨胀特性进行了试验研究。结果表明:膨胀土的自然膨胀力和荷载条件下膨胀率都随着含水率的增大而逐渐增大并最终趋于稳定;同时,对不同增湿程度膨胀土进行了剪切试验,获得了强度参数(粘聚力、内摩擦角)与含水率关系曲线。应用此方法,监测膨胀土的含水率可以获得实时膨胀特性和强度参数,可以直接应用于实际工程中。     

膨胀岩工程特性试验研究

为研究南水北调中线工程膨胀岩的工程特性,选取新乡潞王坟段的代表性岩层——强风化黏土岩和泥灰岩的原状样及扰动样,进行了物理性质试验、击实试验、力学性质试验以及膨胀特性试验。试验成果表明:对扰动样的标准击实基本上很难达到天然状态下的干密度状态,土体的结构性在击实过程中不能得到较好的恢复;初始含水率越小,吸湿能力越大,其强度降低程度越大,饱和强度参数越小;含水率低的试样,其破坏强度大,但破坏应变小;相同的压实度下,含水率越低试样的软化现象越明显;相同压实度的土样,含水率越大,其初始切线模量越小;压实度在90%~98%,压实度越大,膨胀力与膨胀率越大;随着压实度超过98%,膨胀率与压实度关系曲线存在一峰值转折点,而且此峰值点出现在压实度为98%~100%。压力与膨胀率关系曲线分两直线段:一陡降段和一平缓段,各曲线之间近似平行,曲线截距为无荷膨胀率数值。该成果为南水北调中线工程膨胀岩渠坡段的设计施工提供了科学依据。     

吸湿条件下土工格栅加筋膨胀土边坡稳定分析

正在设计中的中国南水北调中线工程有约340km的渠段通过膨胀土(岩)地区,拟采用土工格栅加筋膨胀土开挖料处理膨胀土(岩)渠坡.为研究吸湿条件下土工格栅加筋的效果,基于土工格栅与压实膨胀土间相互作用的试验结果.以及提出的膨胀土吸湿变形的模拟方法,对土工格栅加筋膨胀土边坡的应力与变形进行了数值分析.采用Mohr-Coulomb模型模拟膨胀土,线弹性模型模拟土工格栅;并采用理想弹塑性模型模拟土工格栅与压实膨胀土间的界面.研究了土工格栅与膨胀土的界面和压实膨胀土的强度参数,以及土工格栅的弹性模量等因素对加筋效果的影响.研究结果表明:土工格栅与压实膨胀土间界面的强度参数对加筋效果的影响较大;而采用相同的加筋参数,填土的强度参数对坡体的水平变形影响不大;土工格栅的弹性模量越大,对边坡变形的约束作用越明显.     

膨胀土的膨胀模型

膨胀土的研究主要针对膨胀变形与膨胀力而言,在膨胀变形方面,一般将膨胀变形与初始干密度、膨胀变形与初始含水量、膨胀变形与上覆荷载分开单独研究,没有从整体上研究它们的相互关系;在膨胀力方面,由于膨胀变形与膨胀力是从两类不同试验得到的,缺乏对膨胀变形与膨胀力之间相互关系的研究.在大量试验基础上,提出了膨胀土的膨胀模型,该模型不但能反映初始干密度、初始含水量、上覆荷载对膨胀变形的综合影响,还可以从膨胀变形试验直接得到膨胀力.模型揭示了膨胀变形与膨胀力的内在关系.模型理论结果与已有的国内不同单位对不同地区膨胀土试验的结果有很好的一致性.     

压实膨胀土抗拉强度试验研究

膨胀土干湿循环过程中土体内部干缩裂缝的产生与其抗拉强度有关,且其在抵抗干缩裂缝发育时产生重要作用,所以在研究膨胀土胀缩机理时,必须考虑抗拉强度的影响。对南京高淳膨胀土压实圆柱样采用轴向压裂法进行抗拉强度试验,研究不同压实度、不同初始含水率、不同制样方法、饱和度以及吸力对压实圆柱样抗拉强度的影响。结果表明压实膨胀土的抗拉强度随着压实度的增大而增大,随着含水率的增大而减小;失水和吸水对压实膨胀土抗拉强度有削弱作用且吸水的削弱作用更加明显;试样从非饱和状态转变为饱和状态时抗拉强度减小极为明显,减小比率高达80%。     

Call for Papers

正As the eldest and most distributed professional journal of water industry,Water Wastewater Engineering(W WE)gained very wide acceptance from the colleagues working in this field in this country since start publication in 1964.Now it is administrated by the Ministry of Construction of the People’s Republic of China and sponsored by the China Civil Engineering Society etc.     

库水波动下库岸边坡地下水浸润线解析解及误差分析

解析法是库岸边坡地下水浸润线计算中便于实际应用的方法,但该方法须基于若干假定并对潜水运动基本方程线性化后才能求解。针对各假定和线性化过程建立不同的地下水渗流数学模型,用解析法和有限元法解答上述数学模型,分析各误差大小及其规律。结果表明：库岸垂直处理带来的误差要小于方程线性化处理和不考虑非饱和渗流带来的误差,而且它们都随渗透系数变大而减小;在三峡库区库水调度情况下,假定库水位等速变化带来的误差对大多岸坡而言可以忽略;计算库岸边坡地下水浸润线时,解析法只适用于水位变化幅度相比含水层厚度较小,且几何边界规则、岩土结构简单、岩土体渗透性较好时的情况。     

Changes in Summer Irrigated Crop Area and Water Use in Southeastern Turkey from 1993 to 2002: Implications for Current and Future Water Resources

Changes in summer irrigated cropland acreage and related water use are estimated from satellite remote sensing and ancillary data in semi-arid Southeastern Turkey where traditionally dry agricultural lands are being rapidly transformed into irrigated fields with the help of water from the Euphrates-Tigris Rivers. An image classification methodology based on thresholding of Landsat NDVI images from the peak summer period reveals that the total area of summer irrigated crops has increased three-fold (from 35,000 ha to over 100,000) in the Harran Plain between 1993 and 2002. Coupled analysis of annual irrigated crop area from remote sensing and potential evapotranspiration based estimates of irrigation water requirements for cotton indicate a corresponding increase in agricultural water use from about 370 million cubic meters to over one billion cubic meters, a volume in accordance with the state estimates. These estimates have important implications for understanding the rapid changes in current agricultural withdrawals in Southeastern Turkey and form a quantitative basis for exploring the changes in future water demands in the region. For example, expansion of irrigated lands have led to a steady decrease in potential evaporation due to increased roughness and decreased humidity deficit in the Harran Plain. Assuming that the changes in future evaporation conditions will be of similar nature, water use for irrigation is expected to decrease over 40 percent in future irrigation sites. Incorporating this decrease in overall planning of the irrigation projects currently under construction should lead to improved management, and by extension, sustainability of water resources in the region.     

浅谈优化Vray渲染在制作三维场景的应用研究

用Vray三维渲染引擎来渲染三维场景,其质量和速度是由一些影响因素和参数设置决定的,不同的参数和因素,可以得出不同的三维渲染效果.因此,分析、优化三维渲染质量和速度的影响因素,正确、合理的选择参数对提高Vray最后渲染阶段的质量和速度非常重要.     

固结、渗流和沉积控制方程研究

本文从两相流体动力学的守恒方程出发，考虑固相、液相的相对运动，推导了可以考虑场的不均匀性和流体压缩性的统一形式的控制方程，并对方程所基于的物理概念和相互联系进行了必要的分析。通过对方程适当形式的表达，可导出用于大、小变形固结、渗流和沉积的简化方程，显示了在不同领域的三个理论存在一定的统一性。方程推导过程并未对本构关系加以限制，适用范围较广。依据实际问题的要求，作了不同形式的简化。     

四川省及重庆市中型水电站效益分析

该文分析了四川省及重庆市几座中型水电站的调查材料表明：四川省及重庆市中型水电站不仅在川渝主网和地方电网中起着很大的作用，并具有巨大的社会效益，同时还有综合利用效益，说明修建中型水电站的优越性．     

Site modelling methods for detecting hydrologic alteration of flood frequency and flood duration in the floodplain below the carlyle dam,lower Kaskaskia River,Illinois, USA

Reports concerning the influence of dams on river hydrology vary among researchers, interest groups and government agencies. These often contradicting statements may occur because changes in hydrology caused by dams are distinct for each dam and river watershed. The objective of this research was to use site specific techniques to determine if the 1967 installation of the Carlyle Dam, lower Kaskaskia River, Illinois, altered flood frequency and duration within the forested floodplain located below the dam. Results indicated a decrease in flood duration and frequency, and a decrease in annual flood frequency variation at a site 6.4 km below the dam. Pre‐dam versus post‐dam differences in flood frequency and duration at the site 32.2 km below the dam were related to climate rather than dam effects. Although dam impacts are a concern, this research shows that distance downstream from the dam and downstream tributary and watershed characteristics should be considered before assuming that the dam has changed hydrologic parameters for portions of rivers. This research also indicates that areas of the lower Kaskaskia River may still maintain hydrologic ecological integrity, and could be targeted for restoration and adaptive management purposes. Hydrologic modelling combined with river gage and on‐site well measurement techniques presented in this study could provide detailed flood frequency and duration information for land use, sociological and geomorphological questions in focus areas within river floodplains. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

Statistical tools for thermal regime characterization at segment river scale: Case study of the Ste‐Marguerite River

Suitable thermal fish habitats are constrained by both maximum and minimum temperature tolerances. A multivariate and geostatistical approach was developed to estimate stream thermal characteristics at the river segment scale. Data from 22 temperature‐monitoring stations during summer 2007 were used to estimate monthly maximum temperature as well as thermal characteristics such as the number of events, the cumulative degree–days and the associated duration over specific temperature thresholds of 19 and 21°C. The probability of exceeding these temperature thresholds has also been interpolated. The methodology relies on the construction of a multivariate space using physiographic and hydrological characteristics of gauging stations as inputs in a canonical correlation analysis (CCA). A geostatistical interpolation technique, ordinary kriging, was subsequently used to perform interpolation in the physiographical space constructed using CCA. Results from this study were obtained for thermal characteristics estimated into two different interpolation spaces: (1) a 7 metrics space, and (2) an 8 metrics space. Cross‐validation technique has been performed and satisfactory results were obtained. Kriging thermal characteristics (magnitude and duration) into the 7 metric space for a 19°C threshold exceedance leads to best results with Relative Root Mean Square Error (RRMSE) ranging between 9.66 and 15.08%. The study shows that kriging in a multivariate space is a promising tool for water resources managers, especially in cases where risk mapping for lethal or sub‐lethal temperature thresholds may be required for a specific fish species. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

掺MgO混凝土的宏细观试验研究

利用MgO膨胀剂的延迟微膨胀效应能显著提高大体积混凝土的力学性能,产生的预压应力还能有效提高大体积混凝土抵抗温度开裂的能力,但目前对其微观机理研究不多。采用宏观与微观相结合的方式,研究了不同活性指数、不同掺量的MgO混凝土的力学性能,利用SEM/EDS微观分析手段揭示了MgO对混凝土性能影响的作用机理。试验结果表明：MgO取代部分水泥掺入混凝土中,混凝土的力学性能降低;掺量为4%~5%时,活性指数为100s的MgO混凝土的膨胀率大于活性指数为50 s的MgO混凝土;MgO混凝土的膨胀特性与Ca,Si,Mg,Al等元素的分布情况有关,掺入的MgO将改变界面区Ca,Si,Mg元素的富集特性,Ca元素和Mg元素更易于在界面区富集,导致混凝土宏观力学性能的降低。     

基于MIDAS软件探讨施工工序对深基坑稳定性的影响

基于武汉地铁名都站深基坑工程与水文地质勘察资料,建立了三维工程地质仿真计算模型。依据名都站深基坑开挖支护方案,利用有限元软件MIDAS的摩尔-库仑本构模型,对武汉地铁名都站深基坑施工过程中,不同施工工序下每步开挖之后,基坑的变形情况做仿真模拟计算,并对比分析其对基坑稳定性的影响。结果表明：基坑围护结构的变形情况与施工工序有很大的关系,施工工序越合理,上部土体变形越小,反之越大。因此,在基坑工程的施工过程中,要注重施工步骤的划分与合理安排,从而保证基坑工程的安全。研究成果为以后武汉地区基坑工程的施工设计提供了值得借鉴的经验。