我国现状能源与水纽带关系定量识别

以省级行政区为研究对象,以2017年为研究时段,分析我国社会水循环过程耗能及电力生产耗水。结果显示:2017年我国社会水循环过程耗电总量为10 828.1亿kW·h,占当年我国全社会用电总量的17.2%,终端用水是最大的耗能环节;2017年我国电力生产过程耗水量为65.7亿m~3,占当年全社会耗水总量的2%;火电是我国最耗水的电源,其耗水量占全国电力开发耗水总量的78%。基于计算结果,提出了实现能源-水协同安全的相关建议。     

华北土石山区典型小流域土壤水文特征与模拟研究

土壤水文特征是研究区域水土资源合理配置的基础支撑要素,根据华北土石山区土壤的地貌分异规律,综合考虑地质、植被、土地利用等因素,采用野外调查取样法、环刀法等,研究了易县崇陵流域5种典型植被(油松、侧柏、银杏、刺槐、荆条)条件下的土壤物理性质、土壤水分特征曲线、土壤入渗过程等土壤水文特征。结果表明,同一植被条件下,土壤容重随土壤深度增加逐渐增大,同一深度条件下,荆条覆盖下的土壤容重最小,其他植被覆盖条件下的土壤容重差别不显著;同一植被条件下,随深度增加,饱和含水率逐渐减小,同一植被不同深度条件下的土壤水吸力随土壤含水率的增加逐渐减小;对土壤水分特征曲线进行拟合时,发现Gardner模型适用于油松和银杏,而张景略模型适用于侧柏、刺槐和荆条;土壤入渗过程的渗润阶段发生在土壤入渗开始的前10min内,渗漏阶段持续100~120min;侧柏最佳入渗模型为Kostiakov模型,而油松、银杏、刺槐及荆条最佳入渗模型为蒋定生模型。     

基于CT图像的细观混凝土孔隙缺陷研究

将混凝土看作由骨料、砂浆、界面和孔隙缺陷组成的细观非均质材料,借助计算机断层扫描(CT)技术,建立了考虑孔隙缺陷相的细观混凝土模型,对有、无孔隙缺陷情况下混凝土的受拉破坏过程及应力集中的大小与分布进行了对比分析,研究了孔隙缺陷的面积统计分布规律.结果表明:孔隙缺陷的存在会增强混凝土材料的整体非均质性和拉应力分布的非均匀性,导致明显的应力集中;孔隙缺陷面积的分布规律基本符合Lognormal概率分布规律.     

基于响应面法的硅溶胶注浆材料配比优化研究

硅溶胶注浆材料具有可注性好、凝胶时间可控、环保无毒、耐久性高等优点,但常规的硅溶胶固砂体抗压强度偏低,其推广应用受到了一定限制。本文通过单因素实验分别研究了胶凝剂种类、胶凝剂浓度、硅溶胶与胶凝剂质量比、注浆材料pH值对硅溶胶固砂体抗压强度的影响,同时通过响应面法研究了胶凝剂浓度、硅溶胶与胶凝剂质量比、注浆材料pH值交互作用对抗压强度的影响。试验结果表明:单因素对抗压强度影响的显著程度依次为胶凝剂浓度、注浆材料pH值、硅溶胶与胶凝剂质量比;双因素交互作用对抗压强度影响的显著程度依次为胶凝剂浓度和注浆材料pH值、胶凝剂浓度和硅溶胶与胶凝剂质量比、硅溶胶与胶凝剂质量比和注浆材料pH值。采用响应面法获得的硅溶胶固砂体抗压强度最优配比为胶凝剂质量浓度为7%,硅溶胶与胶凝剂质量比为7 ∶1,注浆材料pH值为7。响应面法的预测值和实测值误差较小,表明响应面法可用于硅溶胶注浆材料的配比优化。     

铼(Ⅶ)催化烯丙醇移位/去对称化串联反应

使用Re_2O_7和手性磷酸为共催化剂,实现了催化不对称的环己二烯酮烯丙醇移位/氧杂-Michael加成串联反应。通过这一反应,可以一步构建带有三个手性中心的环己烯酮骨架结构,为合成带有这一类骨架的天然产物和药物分子提供了高效的合成方法。同时,通过分析条件的优化,找到了合适的手性拆分条件,为光学活性环己烯酮化合物提供了分析方法。     

与宽尾墩联合使用的消力池底板压强特性试验研究

压强分布规律是决定消力池底板能否稳定的一个主要因素。本文通过水力学模型试验测试结果,对与宽尾墩联合使用的消力池底板时均压强与脉动压强分布规律进行了研究,研究发现,池底板时均压强可沿程分为冲击区、跳跃区和恢复过渡区,冲击区一般水流可能承受动水压强作用,且不同水流条件下,动水冲击压强会出现不同的变化规律,跳跃区时均压强会随着冲击区动水压强增加而减小。脉动压强变化一般主要集中在冲击区,且脉动压强会随着尾水深度及尾坎高度的增加而减小,随着消力池长度的增加而增加,采用X型宽尾墩后,脉动压强可能比采用Y型宽尾墩减小大约20%以上。     

与宽尾墩联合使用的阶梯溢流面水流掺气问题研究

通过模型试验、原体观测资料的分析发现，与宽尾墩联合使用的阶梯式消能工，为了满足溢流面水流掺气减蚀的要求，须使阶梯溢流面在初始段6～8个台阶形成空腔溢流，而阶梯堰面形成空腔溢流与阶梯起始断面的掺气坎型、坎高及宽尾墩型式有关。台阶高度对阶梯溢流面大单宽过流掺气浓度沿程变化影响很小，掺气浓发随阶梯溢流面坡比的变化比较明显，坡度越缓，沿程衰减越明显；掺气浓度随堰上水头的增加而增大；堰面使用Y型宽尾墩掺气量最大，无墩时最小，使用X墩时，处于二者之问。与宽尾墩联合使用的阶梯溢流面大单宽过流掺气量可以满足减蚀需要，而无     

平原灌区末级渠道量水试验研究

平原灌区末级渠道具有流量小、流量变化频繁、变幅大、多泥沙、多杂质、坡降缓的特点，要求量水建筑物水头损失小、抗淤积能力强。为了掌握流量过程，以便对灌区用水进行科学管理，必须开发和推广易于自动监控的先进量水设施。鉴于此，在河套灌区沙壕渠试验站建造了机翼形量水槽并对现有的文丘利量水槽进行试验，试验结果表明：两种量水槽基本符合平原灌区末级渠道的量水要求。     

竖向应力对堆石料降雨湿化变形影响研究

堆石料遇水后产生的湿化变形对堆石坝的安全运行造成一定影响,但目前对降雨作用引起的堆石料非饱和湿化变形的认识还不够充分。以某工程软岩堆石料为研究对象,开展不同竖向应力条件下的降雨湿化变形试验,分析材料湿化变形基本规律及竖向应力对材料湿化变形的影响。结果表明：不同竖向应力条件下材料湿化变形发展规律相似,其湿化应变增长经历了快速、缓慢及稳定三个阶段,各阶段湿化变形量值、发展速率及稳定时间有所差异;竖向应力对初次降雨时材料湿化变形的影响十分显著,随着竖向应力的增大,湿化应变时程曲线呈完全不同的发展趋势。同时,分析了竖向应力对多次降雨循环下材料湿化变形的影响,发现低竖向应力时材料颗粒滑移、位置重排引起了大部分湿化变形,其应变增加幅值小;竖向应力较高时,颗粒破碎等加剧了湿化变形的发展,应变大幅增加;随着竖向应力的进一步增大,颗粒破碎率降低,试样密实度提高,颗粒间咬合约束作用凸显,湿化变形增幅减小。     

基于近似 Ｗｏｏｄｂｕｒｙ法的杆系结构静力稳定性分析

为了高效求解杆系结构的静力稳定性问题,本文基于多点位移控制算法和近似 Ｗｏｏｄｂｕｒｙ法, 提出了一种静力推覆分析方法。该方法以 Ｗｏｏｄｂｕｒｙ公式为理论基础,对多点位移控制的平衡方程进行 展开,并结合隔离非线性理论形成了具有刚度矩阵弹塑性分离形式的控制方程,采用近似 Ｗｏｏｄｂｕｒｙ法 对控制方程进行高效求解,避免在稳定性分析中整体刚度矩阵的实时求逆运算。通过数值模拟验证了 本文方法的有效性和精确性,结果表明:该方法能够较好地追踪失稳后的非线性平衡路径,获得下降段 曲线,处理负刚度问题。最后,将本文方法应用于某框架结构的静力稳定性分析中,论证了该方法能高 效地获得荷载 －位移全过程曲线,完整反映结构的承载力、稳定性及刚度的整个变化历程。