砂雨法试样制备平行试验研究

在中国各类基础设施大规模、高速度建设的历史背景下,岩土工程学科也面临空前的机遇和挑战,以岩土离机为代表的大型试验装备也得到迅速发展,为理论研究、实践指导提供了十分重要的研究手段。为推动我国离心模拟技术标准化及在实际工程中的应用,扩大离心模拟技术在工程界的影响力,开展了全国岩土工程离心模拟的平行试验,试验内容包括砂土模型地层的制备、桩基础承载力以及边坡稳定共3大类试验。介绍的是采用砂雨法制备砂土地层的相关试验成果,共有8家单位参与了此项研究工作。试验材料采用福建标准砂,出砂头采用圆筒网眼式或者线型鸭嘴式,落砂装置各单位自备。试验结果分析得到落距-相对密实度标定曲线,并设定土体目标相对密实度（55%和75%）,验证曲线的可靠性;同时考察制备模型地基的相对密实度在空间上的均质性,并对出砂头的类型及孔径大小、流量、出砂头水平移动速度对相对密实度的影响做了初步探讨。     

考虑上游中小型水库影响的北方地区洪水预报方法研究

流域内许多中小型水库的存在改变了流域原始的产汇流机制,对于北方干旱半干旱地区的影响更为明显。本文在适用于北方干旱半干旱地区的大伙房流域模型基础上,结合流域前期降雨、蒸发、小水库群控制面积、兴利库容等资料,定量估算中小水库群的拦蓄作用;考虑中小型水库群对不同土壤湿润程度、不同降雨分布和不同累积降雨的洪水汇流过程的影响,建立改进的大伙房流域模型,并应用于烟台市门楼水库流域。结果表明:改进后的大伙房流域模型能有效地提高门楼水库洪水预报精度和合格率,为该水库的防洪调度提供科学依据和技术支撑。     

地震作用下坝后式水电站厂坝连接形式对比研究

为应对近几年西南地区坝后式水电站建设遇到的复杂坝址条件和强震给厂房稳定性带来的影响,以厂坝连接形式优化比选为目标,采用有限元法建立了金沙江中段某坝后式水电站的三维有限元模型。在校核洪水位工况和地震工况下对比了平缝相靠、整体连接和平缝灌浆三种不同的厂坝连接方案给过缝钢管及厂房结构受力特性带来的影响。结果表明:厂坝整体连接和平缝灌浆方案下过缝钢管和厂房上下游墙的应力和变形要明显小于平缝相靠方案,其中校核洪水位工况下整体连接方案钢管的最大轴向和环向应力分别只有平缝相靠方案的19%和17%,地震工况下厂房的变位也在承受范围内,且其更利于厂房和坝体通过联合作用达到钢管的均匀受力,因此推荐为采用的厂坝连接形式。     

松辽流域智慧水利建设方案初探

国家网络强国战略及区域发展大背景下,智慧水利建设越来越成为流域高质量发展的重要路径.近年来,依托重点工程松辽流域已初步建成水利信息化基础设施、水利业务应用和水利信息化保障环境组成的水利信息化综合体系,但仍存在监测感知能力不完善、基础环境支撑不足、资源整合共享困难、应用系统管理分散等诸多问题,信息化水平不高.因此,大力推...     

球墨铸铁供水管线在地震作用下功能性实验分析

目的 通过对埋地球墨铸铁管线柔性接口抗拉静载实验研究,分析管线抗震功能性,建立管内水压与接口位移的数学模型.方法 对采用胶圈连接的柔性接口球墨铸铁管线,在不覆土的情况下,分别进行了两种管径、注水的静载拉拔试验.结果 通过试验研究可得出柔性接口管线内水压变化值与接口相对位移关系曲线,并分别对两种管径的六组水压-位移关系曲线取平均值,进行线性拟合和二次多项式拟合,建立数学模型.结论 将线性拟合和二次多项式拟合进行误差比较分析,二次多项式拟合误差较小,线性拟合误差虽较大,但也能控制在±30%范围内,对于精度要求不是很高的实际工程中建议使用线性拟合模型.     

考虑堆石料软化特性的坝坡动力稳定和滑移变形分析

对10组已建或拟建工程堆石料低围压下三轴固结排水剪的试验数据进行分析整理,得到相应的峰值强度和残余强度,并拟合出考虑堆石料软化的归一化残余强度曲线。在此基础上,采用有限元动力稳定和滑移分析方法分别进行考虑和不考虑堆石料软化的稳定计算,并对计算结果进行讨论。结果表明:在低围压条件下,堆石料发生应变软化现象,整理的堆石料归一化残余强度曲线可为考虑堆石料软化的有限元动力稳定计算提供参考;地震过程中,无论是坝坡的最小安全系数,还是滑裂面的滑移量,随着加速度峰值的增加,是否考虑软化的计算结果差别逐渐增大。考虑坝坡堆石体的软化,对高面板堆石坝极限抗震能力评价具有重要的意义。     

考虑堆石料软化的坝坡随机地震动力稳定分析

地震尤其强震作用下,土石坝筑坝堆石料会逐渐呈现出软化特性,影响坝坡安全。为有效评估堆石料软化对坝坡稳定性的影响,结合地震动随机性,考虑不同地震强度水平,提出了基于等价极值分布和广义概率密度演化方法的坝坡安全概率分析方法,并基于坝坡稳定最小安全系数、安全系数超限累积时间、累积滑移量3个物理量,对242 m高的面板堆石坝进行随机动力响应分析和概率可靠度分析。结果表明:地震作用过程中,随着地震强度的增加,考虑软化与不考虑软化的计算结果差别逐渐增大,因为地震作用下,堆石料软化特性逐渐显现;同时,在地震激励下,堆石料软化是一个渐进过程。因此,考虑坝坡堆石料软化,对高土石坝抗震性能分析具有重要的意义。此外,单纯从最小安全系数角度考察土石坝坡稳定性,是不合理的,需要结合安全系数超限累积时间和累积滑移量,全面评估坝坡的安全性。提出的随机概率分析方法,可以对土石坝坡的可靠度给出较为准确的评价。     

南水北调中线京石段冬季调度策略

冰塞是南水北调中线工程冬季输水面临的主要冰害。冰塞的形成及发展与水力、热力、冰冻等多方面因素有关。因此,分析冰塞在不同因素下的变化特征,研究如何通过改变水位、流速等控制方式降低冰塞灾害发生的概率,对于保障中线工程冰期输水的供水安全至关重要。以中线工程中冰害风险较大的坟庄河节制闸 南拒马河节制闸渠段为研究对象,首先基于水动力学、热力学以及冰水力学等理论,构建冰情演变模型,并进行率定与验证;然后依据冰塞的形成条件以及影响因素,设置不同水深、流速与气温的组合情景并模拟冰情变化;之后基于水深、流速与水温变化对冰塞特征影响的定量分析,确定流速的控制指标以及气温的预警指标,提出渠段冬季输水的安全调度方式;最后采用冰塞最容易发生的水深、流速以及气温的组合情景对调度方式进行验证。验证结果表明,该调度方式能够显著降低冰塞发生概率,有效保障了冰期输水安全,能够为实际调度提供一定的参考。     

黄河下游透水丁坝瞬溃后水力及冲淤特性研究

溃坝是一种瞬时带有巨大破坏作用的灾害性过程,可引起河床的骤冲、骤淤以及下游岸滩失稳坍塌。基于MIKE21 FM软件构建二维水动力数值模型,模拟了黄河下游老君堂河段拟建透水丁坝群中首排丁坝瞬时全溃后所诱发的水流泥沙运动过程,分析了溃坝后床面剪切力的分布变化,阐明了坝群附近河床的冲淤特点。研究表明：首排坝瞬溃后,溃坝波受下游丁坝群的影响而改变了其传播演进过程线;溃坝对主槽的输沙能力影响较弱,但却显著地影响了坝区泥沙的起动和沉降;首排坝的坝体和次排坝的坝头是受损最严重的区域,因此建议采用实体丁坝与透水丁坝相结合的复合式配置方式,即首排坝和次排坝采用实体丁坝、其余位置采用透水丁坝,以加强各工况丁坝群运行的稳定性。     

防洪保护区洪水灾害风险评价模型的研究与应用

洪水灾害风险评价是科学制订减灾决策的依据。本文在现有洪水风险评价模型的基础上,针对防洪保护区洪水灾害的特点,选取最大淹没水深、洪水最大流速、淹没历时、GDP和人口作为评价指标,利用可变模糊综合评价方法,构建适用于防洪保护区的区域洪水灾害风险评价模型,并以河北省L河下游防洪保护区不同情景的洪水灾害风险评价为例,探讨模型的构建与应用,并分析结果的合理性。该模型物理意义清晰、计算简便、评价结果可信度较高,可为洪水灾害管理提供依据。