温度和反冲洗对饮用水生物滤池影响的研究

研究了温度和反冲洗对生物滤池的影响.试验结果表明,生物活性和生物量随温度的降低而下降,有机物的去除率和去除量受温度影响不明显,温度对氨氮和亚硝酸盐氮的去除率和去除量有一定影响;反冲洗使生物量减少,同时提高了生物活性,有机物、氨氮的去除率在反冲洗2 h后基本恢复到反冲洗前的水平.     

电力市场中含分布式电源的配电网重构模型

电力市场体制中,分布式电源(DG)一般由用户所有,具有削峰、紧急功率支持等诸多作用。在电力市场的背景下,为了使得配电网在正常运行条件下最大程度的得到优化,将DG视为可调度设备,将DG注入功率作为优化变量,加入配电网重构综合优化的过程。提出把DG注入功率、网络损耗、效益分配按电价转换成综合费用,以综合费用最小为目标函数,采用提出的改进量子进化算法(IQEA)进行求解。该改进算法采用改良策略,提高了搜索效率,结合基于环路的量子坍塌策略避免了不可行解的产生,提高了重构效率。采用IEEE33节点测试系统进行仿真计算,结果表明了所提方法的正确性和有效性。     

初期雨水调蓄池单位面积调蓄深度数值模拟

单位面积调蓄深度决定了初雨调蓄池的设计容积和截污效果,但仅仅根据规范的推荐取值缺少对后果的量化判断。忽略管道中的沉积和冲刷,分别以单子汇水区和多子汇水区排水系统为例,针对不同下垫面特征和降雨特征,在SWMM模型中进行多降雨条件模拟,计算得到产流和悬浮固体(SS)的冲刷情况。结果表明,单子汇水区单次降雨初期冲刷主要受污染物积累程度、初雨峰值雨强和初雨总量控制,对多场降雨的初雨SS控制率均很高;多子汇水区系统不同场次降雨SS削减率可能有明显差异,SS控制率随调蓄深度增加而增加且差异减小,单位面积调蓄深度取2 mm时SS控制率已达较高水平,但4 mm以上时SS控制率增速明显减慢;初期雨水调蓄池是否达到了污染控制目标,不应只看是否位于系统的上游,也不只限于根据技术规范的推荐取值,需通过模型计算判断。     

基于边值法和有限单元法的隧洞衬砌结构计算

边值法和有限单元法作为衬砌结构计算的2种主要方法,计算条件和计算结果存在差异。以某引水隧洞为例,首先采用边值法对衬砌结构进行受力分析,得到衬砌结构的应力和位移,之后建立了围岩与衬砌的有限元模型,考虑围岩与衬砌联合承载,采用流固耦合分析,模拟开挖释荷渗流作用下结构的受力变形。结果表明,2种方法计算的衬砌结构变形和内力的变化规律一致,采用有限单元法计算得到的内力值小于边值法;运行工况下,有限单元法计算的结构配筋量也小于边值法。     

埋深条件下含承台能量桩基础换热效率及热力响应现场试验

依托埋深条件下低承台2×2群桩基础,在钻孔灌注桩钢筋笼上绑扎换热管形成能量桩,布置振弦式应变计/温度计以测试桩身温度及热致应变。开展恒定水温(35 ℃)输入情况下,单根能量桩运行对邻近桩基、承台的热力响应特性试验; 实测进/出口水温随时间变化、桩身热致应变等变化规律,分析埋深条件对单根能量桩的换热效率及其对承台和邻近桩体热力响应特性的影响规律,并与无埋深条件下的换热效率、热力响应特性展开对比分析。结果表明:试验条件下,3 m埋深条件下的换热效率为2.65 kW,较无埋深条件下提升了约68%,体现出上覆回填土存在一定的持热能力; 有/无埋深条件下,桩身热致应力最大值分别出现在桩身中部及桩顶,分别为1.66 MPa和2.14 MPa; 随加热过程的进行,桩端阻力呈现先增大后逐渐下降至稳定值的变化趋势,在加热24 h后达到最大值约20 kPa,与进/出口温度差变化趋势一致; 有/无埋深条件下承台在加热工况均出现了细微的差异变形,在设计承台能量桩结构时应给予一定的考虑; 有/无埋深条件下承台最大热致应力值分别为0.65 MPa和2.34 MPa,对应的最大温度升幅分别为3.6 ℃和11.0 ℃。     

基于 PSO-PP 的边坡稳定性评价

边坡的稳定性评价是一个复杂的不确定系统问题。结合投影寻踪算法、粒子群优化算法和逻辑斯谛曲线函数,建立了边坡稳定性评价的粒子群优化投影寻踪模型 (PSO-PP) 。该模型一方面利用粒子群算法 (PSO) 优化投影指标函数及逻辑斯谛曲线函数参数,确保了模型参数的准确性;另一方面利用逻辑斯谛曲线函数建立投影值与经验等级之间的非线性关系。模型的测试结果显示了良好的精度。将该模型应用到雅砻江锦屏一级水电站左岸边坡的稳定性分析中,实例分析结果与实际状态吻合较好,表明该模型在边坡稳定性评价中的可行性和有效性。     

释水条件下地面沉降的滞后效应试验研究

 过度抽取地下水造成的地面沉降正逐渐成为一种严重的地质灾害。在现有成果的基础上,设计、研制地面沉降室内试验装置,并改进试样的饱和方法。使用该装置模拟释水引起的地面沉降,从地面沉降对水位变化的响应和地面沉降过程中的孔隙水压力变化两方面研究地面沉降的滞后性。分析结果得出：(1) 承压含水砂层和黏土层的变形均表现出滞后现象;(2) 相同试验条件下,黏土层变形的滞后时间随着土层厚度的增大而增加。地面沉降试验完成后,分别从黏土层的底部和顶部取出试样进行室内常规压缩固结试验,试验结果表明：抽水引起的地面沉降在垂直层面方向上是不均匀的,距离抽水含水层越近的部分其压缩程度越大。     

基于有限圆弧和强度折减方法的渠道开挖临界坡度研究

 基于有限差分法,得到单元应力、应变和位移计算结果,建立以极限平衡理论为基础的有限圆弧法和以变形变化趋势为破坏标准的强度折减法,搜索出边坡临界滑动面和最小安全系数,通过算例验证及参数对计算结果的影响分析,证明所建方法应用于边坡工程的可行性。文中方法结合极限平衡方法共同应用于南水北调工程大型渠道土质边坡开挖临界坡度研究中,选取高边坡、填筑边坡、深挖方边坡3种典型的渠道边坡模式,得到安全系数随开挖坡度的变化曲线,对比分析确定出渠道边坡的临界开挖坡度。研究表明,渠道高边坡和填筑边坡对开挖坡度要求较高,相对挖方卸载,填筑加载对边坡的稳定性影响较大,文中方法具有较高准确性和合理性,弥补现存方法的不足,不但可解决大型渠道边坡设计问题,也可为类似边坡工程提供参考。     

韧性岩石常规三轴压缩试验及变形与损伤演化规律研究

 利用岩石全自动三轴伺服仪,对向家坝水电站坝基挤压带强风化砂岩进行不同围压下的常规三轴压缩试验,并对岩石变形和破坏机制进行研究。试验结果表明：该强风化砂岩表现出显著的非线性变形和延性破坏特征,属于韧性岩石。在偏压作用下,岩石轴向和侧向应变分别为5%和4%,体积膨胀量为4%以上。岩石变形力学参数随荷载的变化而变化,随偏应力的增大,岩石弹性模量减小,泊松比增大。围压可提高岩石抵抗变形和破坏的能力,围压越大,岩石发生扩容的起始偏应力越大。基于密度方法研究岩石损伤演化规律。加载初期,岩石被压密,处于无损阶段;当偏应力超过一定水平时,岩石出现损伤,且损伤量与等效应变呈线性关系,密度损伤阈值低于0.12。试验结果对向家坝水电站坝基稳定性分析有重要参考价值。     

不同螺栓预紧力的水轮机顶盖及螺栓的静应力分析

使用ANSYS有限元软件建立了某电站轴流式水轮机顶盖及螺栓的模型,研究了不同预紧力工况下顶盖及螺栓的变形和应力分布。结果表明:顶盖应力梯度较大处主要存在于于内顶盖上盖板、内外顶盖法兰螺栓把合处以及开孔两端,螺栓同时承受轴向荷载和弯矩的作用,螺栓横截面应力存在不均匀性;顶盖局部应力与预紧力敏感性比较弱,螺栓应力变化敏感,螺栓预紧力的敏感性依次为变化相对短筋板、上盖板、长筋板。