城市建设中大面积荷载作用的影响深度探讨

随着工程建设规模的扩大,围海造地、码头堆场、堆载预压等填方工程的面积越来越大,它们都属于大面积荷载问题。在城市建设中,建筑物荷载的累加效应也具有大面积荷载的性质。通过对城市工程建设与大面积荷载关系的揭示,对大面积荷载的特征及其对地面沉降的影响进行初步定义和分析。大面积荷载对变形的影响深度大于一般建筑物的影响深度,但小于按常规方法计算得到的结果。在对发生这种情况的可能原因分析的基础上,对人们所发现的上海地区城市建设与沉降的关系,如建筑密度越大,建筑容积率越高,地面沉降越显著,新区建设较旧城改造沉降效应明显等,给予较好的解释。同时得出,容积率一定的情况下,高层建筑由于密度小,间距大,将会比密集的多层建筑更有利于减小整体地面沉降等结论。有关分析对城市建设规划会有所帮助。     

地下水曝气修复技术的模型试验研究

地下水曝气法是修复土壤和地下水有机污染的有效方法。通过模型试验,探讨了地下水曝气法的工作机理,研究了气体不同类型土体中的运移方式和影响区域。研究表明,最小曝气压力的大小取决于土体毛细压力和静水压力;在孔隙较大的砾石体中,气体以独立气泡的方式运移,单井影响区域基本为抛物型,超过一定曝气压力值后其影响半径不再变化;在孔隙较小的细砂中,气体以稳定的微通道方式运移;当曝气压力相同时,细砂中空气流量小于砾石中的空气流量,但是单井影响范围较砾石体大,脉动曝气效果也较好。     

粘性土起动流速影响因素试验研究

由于粘性土颗粒间粘结力的作用,使得其具有较强的抗冲性和较高的起动流速,这对河势的演变造成一定的影响。为此,通过粘性土起动试验,分析了淤积固结过程中粘性土的物理参量变化情况,建立了干密度、粘粒含量(粒径)与起动流速之间的关系。结果表明,粘性土的粘聚力随含水率的增大而减小,相同含水率条件下,粘粒含量越高粘聚力越大;起动流速随干密度、粘粒含量的增大而增大,粘性土起动流速受中值粒径的影响,实质上与粘粒含量对起动流速的作用相同。在此基础上分析了粘性土起动流速影响因素,提出了起动流速经验公式。研究结果为进一步分析粘性土层对河势演变的影响奠定了基础。     

基于微观机理的页岩气运移分析

认识气体在页岩孔隙中的运移机理对页岩气开采具有重要的科学意义.页岩作为一种致密岩石,孔隙尺寸分布主要集中在几纳米到百纳米之间,小孔隙尺寸与气体的平均分子自由程在同一个数量级,气体与孔隙边壁的碰撞对流动起到控制作用.本文针对页岩气开采过程中孔隙中气体流动过程,建立了考虑气体滑移、Knudsen扩散、Langmuir等温吸附、孔隙压缩等过程的多场耦合控制方程.分析了流态变化对滑移效应的影响,得到了考虑滑移效应的临界孔径,并针对实际中不同页岩储层有机质含量的差异,分析了解吸机制对页岩气产气率、产气量的贡献.研究还表明孔隙压缩性对产气率影响显著,通过考虑开采过程中孔隙压缩,可以更真实地反映页岩气运移过程.      

离心泵蜗壳内非定常流动特性的数值模拟及分析

基于RNG k-ε湍流模型和Zwart-Gerber-Belamri空化模型,对离心泵内部非空化和空化工况下的非定常流动特性进行数值模拟,分析空化模型中凝结项经验系数对数值模拟结果的影响,并根据试验结果修正离心泵空化流动数值模拟中凝结项经验系数;数值模拟得到的离心泵扬程随有效空化余量的变化曲线与试验结果吻合较好,验证数值计算模型和方法的准确性和可靠性。数值模拟结果表明：离心泵非定常流动中,非空化、临界空化和充分发展空化工况下,蜗壳内监测点的压力脉动主频均为叶片通过频率;空化对离心泵蜗壳内压力脉动的影响较大,非空化时压力脉动最大幅值在蜗舌处,空化时压力脉动最大幅值在第1断面附近,其原因是离心泵出现空化时第1断面处旋涡强度增强,且随时间变化剧烈,对流动产生强烈扰动。     

珠江虎门河口洪季潮流近底边界层水流结构研究

研究河口近底边界层水动力结构对进一步研究河口地区水流能量耗散和物质输运具有重要意义,2006年7月26～28日在珠江虎门口采用ADV、ADP及OBS和CDT组合置底支架观测系统对近底边界层水流、泥沙和温盐度进行了水下定点观测,本文通过分析流速观测数据,对该潮汐河口近底边界层的水流结构、阻力特性和紊动尺度进行研究,结果表明除憩流附近外,近底边界层内时均流速分布均可采用对数剖面,摩阻流速值与时均流速基本成正比,平均摩阻流速为0.014m/s,粗糙长度为0.09mm,切应力梯度为0.426N/m~2·m;脉动流速统计分析结果符合典型潮汐河口底边界层的紊动特点,距床面0.15m处,落急时刻宏尺度紊动的时间尺度和长度尺度分别为3s和0.06m;垂向脉动分速以及瞬时雷诺应力自相关分析表明转流附近时段的湍流主要以低频大尺度紊动为主.测量分析结果可为下一步研究近底边界层泥沙运动提供依据,并为数值模拟计算提供水动力分析条件和特征参数.     

自密实混凝土强度尺寸效应的试验与数值仿真

自密实混凝土(SCC)是通过掺加高效减水剂而得到的流动性极佳的混凝土,具有很高的流动性,不离析、不泌水,无须振捣便可达到自密实的效果.本文对边长为70.7mm的立方体小试件在不同边界条件下进行单轴压缩试验,用以研究端部效应对SCC强度及破坏形态的影响.为了避免端部效应对尺寸效应的影响,本文考虑减摩措施,对边长为70.7mm、100mm、150mm、200mm、300mm立方体SCC试件进行单轴压缩试验,试验结果表明,随着试件尺寸的增加,混凝土的单轴抗压强度不断减低,即呈现出明显的尺寸效应现象,符合Weibull强度统计理论.此外,基于混凝土细观概率模型进行相应的数值仿真,通过对比数值模拟结果与试验结果,验证了该模型能较好地模拟混凝土尺寸效应现象.     

越流区承压含水层特殊脆弱性评价模型的参数灵敏度分析

承压含水层特殊脆弱性评价中存在着诸多不确定性因素,影响评价结果的可靠性。本文分别运用局部灵敏度分析和Morris法的全局灵敏度分析对承压含水层特殊脆弱性评价模型中的参数进行灵敏度分析,为提高模型评价结果的可靠性奠定了基础。以济宁市承压含水层特殊脆弱性评价为例,对模型中各参数灵敏度进行分析。结果表明：弱透水层厚度、承压水与潜水水头差、弱透水层垂向渗透系数对承压含水层脆弱性评价模型的影响最为显著,弱透水层密度、分配系数与有效孔隙度对模型的影响次之,潜水含水层中污染物浓度与弱透水层弥散度对模型的影响最小;全局灵敏度分析结果显示,除弥散度外的各参数灵敏度系数的绝对值随着承压含水层脆弱等级的升高而降低。     

基于地面雨情信息的长江三峡区间洪水预报研究

长江三峡区间的暴雨洪水对三峡水利枢纽的影响迅速而且直接,是进行三峡坝址洪水预报的重要边界条件。本文基于分布式物理模型GBHM与概念性新安江模型开展了三峡区间洪水预报研究。利用2004-2007年地面观测的雨量及流量信息,首先在日尺度上对两个预报模型进行了参数率定及模型检验,然后在小时尺度上对典型洪水过程进行了预报试验。结果表明,两个模型对逐日洪水过程的模拟均有较高精度。考虑到逐时流量数据的限制,本研究直接利用在日尺度上拟合的模型参数进行逐时的洪水预报。结果显示新安江模型的预报精度大幅下降,GBHM模型对洪水过程及洪水总量的预报仍能够保持一定精度,表明分布式物理性水文模型在三峡区间洪水预报中具有应用优势和潜力。     

英国土壤侵蚀及治理的研究和启示

土壤是人类赖以生存的基本资源之一,土壤侵蚀导致土壤资源流失,土地退化和大量生态环境灾难问题产生。土壤侵蚀与其生态、环境影响被认为是阻碍人类可持续发展战略的问题而备受关注。本文结合英国土壤侵蚀与治理的研究,分析总结了该国近年来土壤侵蚀的概况、研究机构、侵蚀影响因素研究、侵蚀模型及侵蚀定量预报模型研究,和在措施上、决策上的侵蚀治理特点等,并与我国土壤侵蚀状况、土壤侵蚀研究进展、土壤侵蚀研究重点和趋势、土壤侵蚀治理工作等方面进行了异同分析,据此得出了启示,提出了参考建议。