土石坝坝基内部侵蚀规律研究现状述评

内管涌是土石坝坝基内部侵蚀的一种管涌现象,是大坝的安全隐患。由于它的发生难以预测、过程无法观测,对准确认识其机制造成很大的困难。已有大量的学者通过理论、数值模拟、试验研究对内管涌的机理进行探索。在分析大量现有的研究成果基础上,首先提出了内管涌的定义,分析了内管涌的研究意义。从理论研究方面阐述了内管涌侵蚀发生的水力条件与几何条件研究现状。从数值模拟方面,对目前国内外最新的有限元、离散元模型进行归纳,并提出现有的不足。在试验研究方面,对内管涌可视化试验的研究进程进行梳理。最后对各技术方法中所存在问题进行了分析讨论,并对今后的研究方向进行建议。     

热-力作用下水工隧洞围岩-支护结构耦合力学特性及相互作用机制

在高海拔寒区,围岩与支护结构的相互作用过程是影响水工隧洞结构稳定的重要因素。为了研究热-力作用下水工隧洞围岩-支护结构相互作用的时空演化规律,以新疆某寒区水工隧洞为依托,基于现场监测资料,采用有限元仿真模拟,计算温度效应下围岩-衬砌相互作用的弹塑性解析解,分析热力作用下隧洞耦合结构温度场和应力场的时空分布特征。结果表明：洞内低温对耦合结构的温度场和应力场影响较大,应实施防寒保温措施,保证在极端天气下,结构沿径向2.7 m内温度不低于0 ℃;通风前期,温度应力对耦合结构的应力变化起主导作用,21 d后还要考虑衬砌支反力、围岩被动支反力以及围岩外边界约束的共同耦合作用;对流前48 d结构内侧受拉,结构洞腰内侧出现最大拉应力155 kPa,48 d后结构压应力激增,并且48~60 d内耦合应力增长速率最快。随着温度的降低,-1.95 ℃为洞顶和洞底的拉应力激增点,洞腰前期拉应力急剧增大,于-3.5 ℃开始缓慢减小。本次研究揭示了热-力作用下围岩支护结构相互作用的动态全过程,可为寒区隧洞安全施工提供依据。     

圆中环沉沙排沙过滤池结构特性试验研究

圆中环沉沙排沙过滤池是一种新型的浑水沉沙、排沙、过滤装置,通过新疆呼图壁城镇工业供水工程圆中环沉沙排沙过滤池的物理模型试验,模拟了在1 m3/s工况下的运行效果。试验结果表明:采用三层不同粒径的滤料,中心溢流筒加高0.4 m时,能较好的起到沉沙、排沙和过滤的作用且不被击穿,同时能满足引水量的要求,汇流槽平均流速在0.88～2.77 m/s范围内。与常规水沙分离装置相比,这种新型的装置实现了节能减排,环保性处理泥沙的目标,为水沙分离提供了另一种新的思路。     

土石坝防渗墙位置和深度对渗流量的影响

建在无限深透水地基上的土石坝坝基垂直防渗体位置和深度对渗流量的影响按现有的计算理论无法确定,本文根据边界元的特点和计算理论,建立适用于解决该问题的计算模型,编制相应的计算程序,并计算分析了防渗墙位置和深度对渗流量的影响,为今后的工程设计提供参考依据.     

基于温控参数折减有限元法的水库进水塔-地基结构稳定分析

针对边坡稳定分析中采用的强度折减有限元法,提出用温度场控制强度参数折减和变形参数调整的有限元法,对结构复杂的水库进水塔-地基3维结构进行稳定分析,较于传统的强度折减有限元法大大提高了计算效率。用考虑变形参数调整和不考虑变形参数调整的温控强度折减有限元法,分别对算例进行分析,并将其和水压超载法计算进行对比计算,综合不同部...     

圆中环沉沙排沙池流场三维数值模拟研究

针对新型二级泥沙处理设施—圆中环沉沙排沙池,采用RNG k-ε湍流模型结合自由水面追踪的VOF方法对其流场进行水气二相流三维数值模拟。计算得出流速分布特性,在数值模拟结果与模型试验结果吻合良好的基础上,揭示流场分布规律。研究结果表明:数值模拟可弥补物理模型试验不足,对类似工程基本可以代替模型试验,提高研究效率;计算显示"圆中环"径向速度在数值上大于轴向及切向速度,表层水体径向流速大小沿径向及垂向锐减,水体沿径向存在回流区。     

有限长迹线块体理论及其在围岩块体滑落概率分析中的应用

 关键块体理论假设结构面完全贯通所研究岩体,与实际结构面迹线有限长相矛盾,计算得到的关键块体数量偏多且安全系数偏小。根据块体理论赤平解析法求得关键块体棱长以及实际迹线长度,运用结构面迹长概率分布理论将关键块体概率重新定义为绝对关键块体概率、相对关键块体概率及非关键块体概率。以等长三棱锥为例,研究发现,当迹棱比大于100时,绝对关键块体概率接近1.0,可认为此时结构面迹线贯通岩体;当迹棱比等于1.5时,相对关键块体概率达到0.75;当迹棱比大于7.5时,非关键块体概率接近0。通过对布伦口-公格尔水电站地下洞室某关键块体进行稳定性分析,计算得到该块体安全系数为3.145,基于绝对关键块体概率的修正安全系数为4.591～5.233,增幅可达46.0%～66.4%。     

碱对锂渣混凝土力学性能的影响及增强效应

为探究碱溶液对锂渣混凝土力学性能的增强效应,采用pH值为13.5的NaOH溶液或水作为拌合液配制碱锂渣混凝土,通过分析2种混凝土力学性能的差异,探究碱溶液对锂渣混凝土某时段或整个龄期的增强作用。结果表明,碱溶液对小掺量、低水胶比锂渣混凝土后期力学性能的增强作用较小,但在大掺量下,碱锂渣混凝土的影响系数仍能保持在1.1以上;各水胶比下锂渣掺量为40%时,其抗压强度均超过未掺碱的锂渣混凝土,与不掺碱溶液相比,其掺量增大了1倍;锂渣掺量从20%增至60%时,碱锂渣混凝土(水胶比为0.42)的影响系数从1.12倍增至1.39倍,锂渣掺量越大,增长速率Pm~n值大于1的时段越长。因此,碱溶液能增强锂渣混凝土早期力学性能,而后期的增强作用不明显。     

防蒸发浮板覆盖平原水库节水效率研究

内陆干旱区降水稀少,蒸发强烈,为了减少内陆干旱区平原水库的无效蒸发,提高水库的利用率,缓解水资源紧张,进行了塑料空心板覆盖水库水面的试验。通过隔断水面与外界环境的接触,从而抑制水面蒸发。塑料空心板的湿润面积由3部分组成风浪打湿的面积、板与板之间碰撞挤出的水形成的湿润面积、板与坝坡碰撞挤出的水形成的湿润面积。应用统计学原理,依据现场试验的实测数据,计算在不同气象条件下浮板的湿润面积,统计一个完整的非冰冻期资料;得出不同风速出现的概率及防蒸发系数,计算防蒸发量;对比分析不同面积下防蒸发浮板覆盖水库水面的节水效率。结果表明现场3个方案试验的节水效率分别为55.38%,65.97%,80.10%,浮板面积越大节水效率越高,板的节水效果和试验布置方式有关,将浮板布置在围栏之内,最大可提高节水效率1.45%;将浮板做成整体时节水效率提高较为明显,最大可提高17.68%。     

锂渣复合粉煤灰高性能混凝土的氯离子扩散性试验研究

通过正交试验设计,初步确定锂渣复合粉煤灰高性能混凝土的配合比,然后从中选出几组配合比通过RCM法测定了锂渣复合粉煤灰高性能混凝土氯离子扩散系数,分析了添加锂渣和粉煤灰的高性能混凝土和不添加这两种掺合料混凝土的抗氯离子性能不同的原因,结果表明:添加锂渣和粉煤灰的混凝土的抗氯离子渗透性能明显高于不添加这两种掺合料的混凝土的抗氯离子渗透性能。