荷载对钢-混凝土连接锈蚀栓钉力学性能影响研究

为了研究荷载对钢-混凝土连接栓钉锈蚀程度对其力学特性的影响,对不同锈蚀程度的栓钉连接件的进行荷载试验。根据钢筋的锈蚀原理,利用人工方法加速钢-混凝土的栓钉锈蚀,为荷载试验提供达到相应的锈蚀程度样品,并通过荷载试验分别对四组样品进行极限承载力和变形特性展开研究。由试验结果可知:若栓钉连接件的钉杆发生锈蚀,尤其当锈蚀出现在靠近结合面处,该栓钉连接件的承载力以及变形特性均会受到影响;而且栓钉的锈蚀程度越大,其承载力则越低;当栓钉锈蚀质量损失率达到20.8%时,其极限承载力降低了17%;栓钉连接件大头端部锈蚀质量损失率约20%时,极限承载力下降仅为3%。研究结果为钢-混凝土的试验设计、施工使用等提供参考。     

矩形明渠消力池水跃的水头损失研究

为了研究沿程水头损失与局部水头损失的变化规律,根据沿程水头损失的基本定义,推求矩形明渠消力池水跃区沿程水头损失与床面阻力系数、水跃共轭水深比、跃前断面宽高比及跃前断面水深的理论关系,提出了矩形明渠水跃区沿程水头损失及其系数和局部水头损失系数的理论公式,给出了沿程水头损失系数、局部水头损失系数和总水头损失系数的简单拟合公式。研究表明:沿程水头损失随着跃前断面水深和床面阻力系数的增大而增大,随着水跃共轭水深比和跃前断面宽高比的增大而减小;局部水头损失系数随着跃前断面弗劳德数的增大而增大;水跃区局部水头损失占比随着弗劳德数的增加而增加,弗劳德数为3时的局部水头损失占比达到90%,弗劳德数为6时的局部水头损失占比已达到95%以上。研究成果可进一步完善并丰富水跃理论体系。     

改进的蚁群算法在溶质运移参数识别问题中的应用

非饱和土壤水分和溶质运移参数(扩散率、导水率和水动力弥散系数)取值范围较大,往往跨越几个数量级。采用传统离散化蚁群算法求解此类问题,所需节点较多,这会造成算法收敛时间较长。该文在传统蚁群算法基础上,对蚂蚁搜索路径进行改进,改进后的蚁群算法寻优路径由参数精度位数(整数位和小数位)、参数个数以及0–9十个数字构成,并将路径解码公式修改为具有判别参数正负功能的解码公式。采用改进的连续蚁群算法对非饱和溶质运移参数识别优化模型进行求解。数值模拟表明相同迭代次数下改进的蚁群算法比传统蚁群算法耗时少,算法计算时间与迭代次数满足线性关系,含水率和溶质浓度实测值与计算值吻合较好、相关性较高。     

沙棘柔性坝拦沙效应的试验研究

在野外试验基地进行了沙棘柔性坝拦沙效应试验。基于试验数据,分析了不同含沙水流条件下沙棘柔性坝对沿程含沙量及出入口悬沙粒径分布的影响,并探讨了沙棘柔性坝的阻力特性。结果表明,沙棘柔性坝对不同含沙水流的拦沙效果显著不同,对原型沙B的拦截效果最好,其次为原型沙A,最后为模型沙。对250~1 000μm粒径范围内的原型沙拦截效果最佳,且原型沙含沙量与中值粒径之间呈现正相关关系,对100~1 000μm粒径范围内的模型沙的拦截效果较好。各不同含沙水流条件下的沿程含沙量主要受沙棘柔性坝阻力的影响。本研究有助于深入理解沙棘柔性坝的拦沙效应,并对沙棘植物柔性坝这一生态工程在砒砂岩区沟道的推广应用提供理论依据。     

基于薄层单元的黏弹性人工边界的模拟

为了解决黏弹性人工边界在实际应用过程中前处理时间长、不易实现等不足之处,提出了基于薄层单元的黏弹性人工边界的模拟方法。利用单元矩阵等效原理,采用薄层单元构造了等效黏弹性边界单元,并通过在大型通用有限元软件MSC Marc中设置等效黏弹性边界单元的参数属性,实现了黏弹性人工边界的模拟。三维均匀弹性半空间算例和某混凝土重力坝工程实例结果表明:采用等效黏弹性边界单元得到的计算结果与理论解、基于黏弹性人工边界的计算值非常相近,相对误差不超过1%。因此,采用薄层单元的模拟的黏弹性人工边界具有足够的精度,且施加方便,这为实际工程进行抗震分析提供了简便且精确的方法。     

不同引渠形式下深式短管进口泄流能力的试验研究

为研究红岩河水库导流泄洪洞深式短管进口引渠形式由明渠改成涵洞后对其泄洪能力的影响,对其在明渠和涵洞两种形式下分别做水工模型试验,验证其水力特性。结果表明,较明渠形式,涵洞形式下的导流泄洪洞同水位下泄流量有不同程度的减小,下泄流量减小在导流泄洪洞进口为压力流状态时表现明显,且减小值随水位的升高而变大;大坝度汛期100年一遇洪水时,试验下泄流量较设计下泄流量约小6.35%;运行期100年一遇洪水时,试验下泄流量较设计下泄流量约小6.51%;运行期2 000年一遇洪水时,试验下泄流量较设计下泄流量约小6.95%。建议在将红岩河水库导流泄洪洞深式短管进口引渠由明渠改成涵洞形式后,需关注导流泄洪洞的下泄流量减小问题,避免由于水库下泄流量不足引起的大坝安全问题。     

大坡降复合式水平旋流内消能泄洪洞阻塞扩散段试验研究

以两河口水电站3#导流洞改建为复合式大坡降水平旋流内消能泄洪洞为例,对大坡降水平旋流洞末端和导流洞之间的衔接方式进行了试验研究。提出了阻塞渐扩和阻塞突扩两种不同的衔接方式,并对两种旋流扩散体型局部流态及壁面压强、断面掺气浓度、旋流扩散轨迹等水力特性进行了量测与分析,得到各体型旋流扩散段流态及各项水力特性随上游水位变化的基本规律。     

三角形迷宫流道滴灌灌水器结构参数及水力特性研究

以滴灌灌水器三角形迷宫流道结构为研究单元,利用均匀设计方法,结合计算流体动力学软件Fluent6.2对流道内部流体的流动进行了数值模拟,通过多元回归计算,获得流道各结构参数与流量系数和流态指数的量化关系。分析这一量化关系表明,流道转角与流量成负相关,与流态指数成正相关;流道宽与流量成正相关,与流态指数成负相关;齿高与流量成负相关,与流态指数成正相关。同时分析了灌水器内部流道的水力性能和流场特性,为三角形迷宫流道滴灌灌水器的研发提供了相应的理论依据。     

某水电站引水隧洞出口高边坡变形机理研究

在运行过程中,某水电站引水隧洞出口高边坡监测数据显示,边坡中上部出现了反常的向上游变形的趋势,此种变形有别于一般边坡的变形规律.在详细分析地质资料、监测数据和外界影响因素的基础上,对引水隧洞出口高边坡的变形机理进行了深入探讨,结果发现1998年库区遭遇的千年一遇的洪水是边坡变形趋势改变的重要诱因,边坡上硬下软的岩体构造特性和充分发育的层间剪切带是其变形的内在原因,边坡岩体的卸荷流变、库水位变化、降雨和泄洪雾化、岩体风化、水-岩长期作用等是变形发展的外界因素.目前,边坡各监测点的变形基本趋于稳定,但在后期运行过程中边坡变形发展趋势仍然值得关注.因此,必须坚持长期监测,发现异常情况应及时分析处理.     

宝鸡峡灌区灌溉引水对渭河径流量的影响

宝鸡峡灌区农业灌溉引用渭河水已对渭河生态造成了显著影响。渭河年径流量存在年际差异大的特点,而宝鸡峡渠首引水则多年维持在5.30亿m3/a左右,从而造成枯水年渭河生态基流的缺失及生态系统的破坏。宝鸡峡灌区引水对渭河径流量的影响主要集中在枯水年的枯水段(11月至翌年4月),引水后生态基流缺失量达1.42亿m3/a。通过改进宝鸡峡灌区灌溉方式和减少灌溉损失可以节水1.27亿m3/a,该水量能缓解宝鸡峡灌区引水对渭河径流量的影响。