基于分形理论的黄河内蒙古段河势演变特征及其与凌汛灾害关联研究

寒区河道凌汛灾害河势“弯道效应”的量化评估十分重要。基于分形理论提出河道横断面-纵剖面-平面多维度河势分形维数计算方法及其物理机制，并探讨黄河内蒙古段不同维度河势演变分形特征及其与凌汛灾害的关联关系。结果表明，黄河内蒙古段不同维度河势均具有多尺度自相似分形特征，且具有多年记忆周期的长程相关性；冰坝（严重性冰塞）发生频次与河道主槽弯曲分形维数呈正相关指数型函数关系，与河相系数、深泓点高程和河段平均底坡分形维数负相关，与水深-面积分形维数正相关，总体表明冰坝灾害更易发生于主槽偏移摆动大、蜿蜒曲折、河湾发育程度高的宽浅型弯曲河道，研究成果可为凌汛期冰塞冰坝灾害易发河段诊断及预测提供重要理论依据。     

高面板坝全寿命周期变形控制方法及应用

高面板坝的变形对面板的安全运行有着特别重要的影响，国内外已建的高面板坝工程中，因坝体变形大导致防渗面板挤压破损，坝体渗漏量大的实例较多，不得不降低水库水位进行修复处理，造成较大的经济损失乃至给大坝的长期运行留下安全隐患。通过发生挤压破损的实例分析，发现变形控制缺乏系统性是发生面板挤压破损的主要因素，为预防面板破损，系统提出了“控制坝体总变形，转化有害变形，适应纵向变形”的坝体变形控制方法，并在使用软硬岩混合料筑坝的董箐面板堆石坝中得到的应用，取得了良好效果，该工程运行至今达十余年，未见面板有挤压破损迹象，该方法对建设200 m以上乃至300 m级超高面板坝具有重要借鉴意义。     

煤基高能量密度燃料的合成及表征

高能量密度燃料是为新型高性能飞行器提供动力保障的关键,其合成及应用研究具有重要的前瞻性和重大战略意义。煤炭是我国的主体能源和重要原料,通过煤直接转化获取的煤基油,充分保留了煤中特有的环状分子化学结构,具有良好的热安定性和较高的能量密度,被认为是高超音速飞行器的优选燃料。以煤直接液化工艺生产的煤液化石脑油馏分为起始原料,通过富集轻质芳烃、化学合成、催化加氢稳定和产物分离提纯等方法制备煤基高能量密度燃料,并对其产物进行分子结构表征和性能评价。结果表明,煤直接液化生产的石脑油馏分是一种优异的催化重整原料,经催化重整富集轻质芳烃后,其轻质芳烃质量分数高达71.05%。Diels-Alder化学合成主产物是由多个封闭环平面组成且具有空间立体构型的二环或三环烃类物质,质量分数为46.18%,因分子内存在较大的张力能,结构紧凑,其拥有更大的密度和体积热值。煤基高能量密度燃料的密度和体积热值分别为0.8990 g/cm3与38.06 MJ/L,均大大超过现行的国内石油基喷气燃料(RP-3和RP-6)、煤基大比重喷气燃料、美国和俄罗斯军用标准。与单一纯物质合成高能量密度燃料(JP-10和T-10)比较,其密度与体积热值偏小。究其原因主要是轻质芳烃的富集度仅为71.05%,需进一步提高其轻质芳烃质量分数。另外,制备的煤基高能量密度燃料种类复杂,其主产物质量分数仅46.18%,下一步可重点调控合成产物的分子构型和纯化分离。     

Full scale investigation of GCL damage mechanisms in small earth dam retrofit applications under earthquake loading

This paper reports results of full scale testing to further explore potential GCL damage mechanisms in earth dam retrofit applications in seismically active areas; in particular, to a) investigate whether shear displacements could reduce the magnitude of GCL panel overlap during earthquake shaking; b) explore the influence of gravel particles on GCL thickness at localised point of contact; and c) observe the consequences of an accidental exposure of an uncovered GCL to short duration rainfall in terms of moisture content and effects during subsequent compaction. The results of these experiments indicate that even under severe shaking no movements were detected at the GCL panel overlap. Whereas gravel particles were observed to locally reduce the thickness of the GCL to 2.2 mm, no plowing of the particle into the GCL occurred due to a lack of shear displacement at the interface, resulting in no localised internal erosion through the barrier. Furthermore, hydration of GCL panels during construction due to surface wetting was observed to result in a state of hydration less than its post-construction state. These results indicate that although each of the three GCL damage mechanisms cannot be ruled out to ever be relevant in practice, the performance of the GCL retrofitted earth dam tested was satisfactory under even severe Level 2 earthquake shaking, and suggests that the retrofitting of small earth dams with GCLs is a promising strategy to improve their static and seismic resistance.     

新型地锚张弦梁式泥石流格栅坝构件受力的简化计算方法

针对常见泥石流防治结构被冲击破坏的问题，基于“柔性消能”理念，结合张弦梁结构和竖向预应力锚杆技术，提出一种既能改善结构受力性能、增加结构整体抗冲击能力、保证结构安全可靠，又能减小结构构件截面尺寸、节约成本、便于现场施工组装和后期运营维护的新型地锚张弦梁式泥石流格栅坝，并阐述其技术原理。根据泥石流荷载分布和新型地锚张弦梁式泥石流格栅坝的受力特征，给出其简化的内力计算方法；并利用SAP2000建立新结构有限元模型，分析了结构的整体受力，验证了构件简化计算方法的合理性；结合Python语言和Qt De? signer软件开发了相应的设计计算软件，对新型地锚张弦梁式泥石流格栅坝的内力进行求解。结果表明：提出的新结构抗冲击性能好，构件受力均匀；以后设计中应关注竖杆的剪切脆性破坏和立柱偏心受力情况，保证结构安全；变形协调仅使底层张弦梁与竖杆内力偏大，实际工程应用时，应着重验算底层构件，防止其破坏；文中提出的简化计算方法能较准确的反映结构的受力特性，具有一定的合理性，研究可为新型地锚张弦梁式泥石流格栅坝的设计计算和推广应用提供理论依据和技术支持。     

阶梯溢流坝面坡度对一体化消能工水力特性的影响

为探求高水头、大单宽流量下坝面坡度对一体化消能工水力特性的影响,以阿海水电站为原型,采用三维k-ε双方程紊流模型,引入水气两相流VOF计算方法,利用几何重建格式来迭代生成自由水面,对1∶0.80、1∶0.75、1∶0.65三种阶梯面坡比进行数值模拟研究。结果表明:①最大负压值均位于首级阶梯立面凸角下1/4附近,并随坡度增加而增大。坡度为56.98°时,最大负压值为61.02 kPa,超过了6×9.81 kPa。②水流空化数在宽尾墩水舌出口位置出现最小值,空化数随坡度变陡而减小。坡度为56.98°时,空化数最小为0.358。坡度为51.34°时,空化数最大,为0.381。③随着阶梯溢流坝坝面坡度变缓,消力池最大临底流速增大。当坡度为51.34°时,消力池最大临底流速最大,达到26.84 m/s,超过了25 m/s,易发生冲磨破坏。当坡度为56.98°时,消力池最大临底流速最小,为24.00 m/s。消力池尾坎前最大临底流速随坡度增加而减小,坡度为56.98°时最小,为9.63 m/s;坡度为51.34°时,消力池尾坎前最大临底流速最大,为9.96 m/s。④坡度的变化对一体化消能工消能率的影响不大,坡度从51.34°增加到56.98°,消能率只提升0.15%。     

雨林地区米拉多铜矿排土场碾压堆石坝施工技术

随着社会经济的发展，如何合理、有序、经济、环保地处理弃土弃渣已成为强降雨地区土石方项目亟需解决的问题。而对于雨林地区土石方工程往往需要布设大面积的排土场进行弃土弃渣，弃土弃渣存在“量大、集中”等特点。为保证弃土有效容量，排土场往往设置在沟谷中，雨林地区排土场如何保证地基处理、渗流层施工、分层填筑碾压是坝体施工质量控制的关键所在。以厄瓜多尔米拉多铜矿采矿工业场地工程项目为例，该项目存在土石方开挖工程量大，项目面临雨季长、高雨频等突出气候特点。项目排土场设计为碾压堆石坝，坝体整体高度84.8 m，坝体填筑石方达27.8万m3。简要介绍了该工程1 095 m排土场坝体施工的特点和难点，叙述坝体施工过程中采取的主要关键技术，为类似的工程施工提供借鉴。     

考虑不确定性的大坝监测信息异常诊断方法及应用

大坝监测资料分析是一个充满不确定性的复杂非线性问题,常规的分析方法较少考虑监测信息中的不确定性问题,导致分析结果的合理性存疑。因此,基于信息熵理论的重要指标——近似熵研究大坝监测信息中的不确定性问题,利用实际监测数据选取近似熵算法的关键参数,进而评估大坝的运行状态。通过分析混凝土坝坝顶水平位移和土石坝测压管水位,发现近似熵算法能在若干监测信息不确定性条件下较有效地识别大坝监测数据的异常。     

边坡支护施工技术在肯尼亚某大坝工程中的应用

肯尼亚斯瓦克大坝项目位于肯尼亚东南部,是通过修建一座混凝土面板堆石坝蓄水,开发河水资源用以供水、发电和灌溉多功能一体化的工程。苏州中材建设有限公司负责施工的溢洪道土石方开挖,涉及溢洪道两边边坡支护技术。文章详细介绍了该工程的边坡支护施工过程,提出了其施工质量保证措施和支护工程质量通病处理工艺及措施。