引江济淮试验工程中不同尺寸试样抗剪强度的试验对比研究

边坡岩土体的抗剪强度是评估边坡稳定性的关键参数,采用较小尺寸试样可能难以反映岩土体的结构性,导致测试结果偏离实际情况。为研究尺寸效应对不同岩土体抗剪强度参数取值的影响,选取引江济淮试验工程的4种典型岩土层,进行现场原位大型剪切试验与室内小尺寸试样的直剪试验。结果表明:受原位地质条件的影响,进行现场大型剪切试验时,岩土体应力-应变曲线的剪应力峰值更突出,达到峰值以后,经历1%~2%剪应变即达残余剪应力,不同岩土体应力-应变曲线表现出明显的差异性;影响岩土体尺寸效应的因素众多,仅从黏粒含量、膨胀性、取样扰动来分析现场与室内剪切试验的差异性是远远不够的,对于不同地质的实际工程,现场原位剪切试验仍然是获取合理强度参数的关键性试验。基于试验结果,给出了该地区采用室内直剪试验所得的强度参数的建议修正比率。     

模拟地下水流运动的三重尺度有限元模型

传统有限元法在模拟地下水流问题时常需要精细剖分描述含水介质的非均质性以保证精度,导致计算消耗过高。传统多尺度有限元法（MSFEM）能缓解这一问题,但在处理高计算量问题时仍需较高消耗来构造基函数。提出了一种用于模拟地下水流的三重尺度有限元模型（MSFEM-T）,该方法在MSFEM的粗、细两种尺度网格之间引入中网格,从而可以在粗网格单元内基于中、细两种尺度网格应用MSFEM本身替代有限元法构造基函数,能够显著降低基函数的构造消耗以提高整体计算效率。此外,MSFEM-T还提出了一种基于粗、中、细三重网格的超样本技术,可以进一步提升其计算精度。数值算例结果显示MSFEM-T的精度与MSFEM和精细剖分有限元法（LFEM-F）的精度相近,且计算效率更高。     

AC/PMS去除饮用水中Cd2+及膜污染控制机理的研究

研究了活性炭(AC)耦合过硫酸氢盐(PMS)预处理与超滤工艺联合使用,目的是去除水体内的有机物及Cd²⁺来保障饮用水安全及缓解膜污染。实验配制了含10 mg/L的腐殖酸与30 μg/L的Cd²⁺混合水样并采用AC/PMS进行预处理实验,研究表明：当 AC 和 PMS 投加量为分别为 40 mg/L 和 100 μM,预处理时间为 60 min 时,UV₂₅₄、DOC 和 Cd²⁺的去除率分别为94.3%、59.1%和91.7%;过滤实验中膜比通量恢复了105.26%;XDLVO理论预测模型发现,混合微污染物的接触角由71.2°降低到了43.3°,胶粒-膜相互作用的总界面能降低了81.51%,超滤膜污染的问题得到了有效地缓解。     

宁夏地区雨季特征时空变化规律及其归因分析

为揭示宁夏地区雨季特征时空变化规律及物理归因,利用1960～2020年宁夏地区9个气象站点的降水资料,基于滑动t检验法确定宁夏地区各个站点多个雨季特征(包括雨季开始时间、结束时间、持续时间、降雨量、降雨强度和降雨日数)的时空分布规律,分析大气环流、季风以及海表温度对宁夏地区雨季特征的影响。结果表明：宁夏地区的雨季开始时间和结束时间具有明显的年代际和空间变化特征,西北太平洋增强(减弱)的反气旋是宁夏地区雨季开始(结束)的重要信号。雨季降雨量和降雨强度在突变年份发生后,具有增强的趋势。多个雨季特征表现出与厄尔尼诺(ENSO)区域明显的负相关性,即升高的海表温度会导致宁夏地区雨季起讫时间的提前、降雨量和降雨强度以及雨季降雨日数的减小。研究成果可为探究宁夏地区雨季特征与海表温度的遥相关性提供参考。     

城市景观格局与水文效应关系研究

基于多时相TM/ETM+影像,运用支持向量机分类方法对蚌埠市景观进行分类,解译得到1989年、1995年、2003年和2007年土地利用专题图。采用景观指数法、转移矩阵法,分析了蚌埠市景观格局与城市水文效应之间的关系。研究表明:蚌埠市城市水文效应特征明显;耕地破碎化程度较低,连通性好,利于涵养水分和农业发展;建筑用地增加并有集中趋势,地表径流量增大;城市供水能力保持平稳,人均用水量相对减少,城市水质偏差。为此,调整城市景观格局,有利于改善城市水文状况。     

三峡水库蓄水前后洞庭湖区水环境演化过程研究进展

为揭示洞庭湖区水环境变化对三峡蓄水等因素的响应过程,总结各学者研究成果的基础上得出以下主要结论:三峡大坝建成运行后洞庭湖区主要污染物仍是总氮、总磷,湖区水质由贫-中营养过渡到轻度富营养,水质进一步恶化;三峡蓄水改变了原有湖区水文节律及底床冲淤状况,导致湖区水质指标变化;荆江河段与四水流域排污量增大,对湖区水质影响效应逐渐增强;湖区湿地出露时间提前,湿地生态系统受到一定程度破坏;目前各学者对水质评价指标各有不同、评价结果迥异,对水环境治理带来一定的影响。建立考虑三峡工程影响下合理的湖区水质预测预报机制已是当前亟需解决的重大科学问题,为预测湖区水质的变化趋势和水环境综合治理提供科学合理的理论依据。     

塑料套管混凝土桩承载试验及沉降计算方法研究

塑料套管混凝土桩(TC桩)是由预先打设在地基中的塑料套管内浇注混凝土组成的,适用于软土地基处理工程中,具有承载力高、施工速度快和成桩质量可靠等优点。通过TC桩承载力的模型和现场试验,研究了TC桩的工作性状,并考虑到路堤柔性荷载下刚性桩复合地基桩土存在沉降差,分别采用Mindlin应力解计算塑料套管桩群在复合地基中产生的附加应力,采用Boussinesq解计算地基土荷载产生的附加应力,叠加塑料套管桩群桩和地基土产生的附加应力,采用分层总和法计算复合地基沉降量。研究结果表明:TC桩承载力具有明显的时效性,其不同间歇期的承载特性有显著差别;所建立的TC桩沉降计算方法的计算值与实测值相一致。     

现浇X形桩复合地基静载荷试验研究

结合南京市桥北污水处理厂软土地基处理工程,开展了现浇X形桩单桩、单桩复合地基和多桩复合地基的静载荷试验研究,现场测得其荷载-沉降关系曲线、桩身轴力与桩侧阻力、桩土荷载分担与桩土应力比、桩侧阻力与桩端阻力的分布规律,重点论述分析了多桩复合地基竖向承载力的变化特性和规律。试验研究结果表明:X形桩单桩承载力、单桩及多桩复合地基承载力均符合设计要求;布桩间距、布桩方式及桩长是影响单桩复合地基承载力的主要因素;多桩复合地基的受力特性及变形规律与单桩复合地基基本相同;多桩复合地基桩侧阻力的整体分布规律符合传统圆形桩特点,且中性点位置在桩长的1/4～1/3处;在满足设计要求时,桩土荷载分担比例桩约为63%、土约为37%,桩土应力比约为27;桩的最大侧阻力值是桩承载力值的73.2%,具有典型的摩擦桩的特性。试验研究成果为X形桩复合地基在市政构筑物软土地基处理设计和施工应用提供了可靠的参考依据。     

G319益阳市绕城公路北峰山垸段设计洪水分析计算

设计流域内有雨量资料但无水位、流量资料,而附近有同为资水一级支流沂溪上的蒙公塘水文站,该站水文资料系列较长,采用蒙公塘站作为参证站用水文比拟法运用至北峰山垸志溪河大桥。文章同时采用灰山港站的雨量资料推求设计暴雨．运用推理公式法和瞬时单位线法推求北峰山垸段志溪河大桥设计洪水,三种方法比较得出北峰山垸段志溪河大桥的设计洪水。北峰山垸以资水来水为主时,用益阳市城市防洪志溪河水面线比降,按河口水位采用比降法推求设计洪峰水位。北峰山垸以志溪河来水为主时,用蒙公塘作参证站,采用典型年来推求设计洪峰水位。     

湖南省多尺度降水序列混沌特性空间分异

文章运用0-1测试方法,对湖南省97个雨量站自建站至2017年的逐候、逐旬、逐月尺度降水序列开展混沌识别,并基于统计学方法对混沌特性指标——渐进增长率K进行空间分异规律研究。结果表明,湖南省各站多尺度降水序列均表现出较强的混沌特性,随时间尺度增长而减弱。不同尺度K值的空间分布均有明显的集聚和分区特征,旬、月尺度下湘东北、东南为高值区,湘中、湘西南为低值区;而候尺度下湘北、湘东的部分地区为相对低值区,湘东南的衡邵永盆地为相对高值区。受大气环流的动力学影响,西太平洋副热带高压主要控制了旬、月尺度下湘东北、东南部的高值区,而候尺度下衡邵永干旱走廊高值区的形成则主要与其盆地地形有关。