关于改进我国堤防工程护坡设计的建议

通过国内外堤防设计技术规范和导则的比较研究,提出在我国堤防工程设计规范中进一步明确护坡设计中对反滤和垫层的技术要求,并给出相关设计准则。同时,提出要进行波浪作用下护坡结构整体抗滑稳定分析,借鉴荷兰和英国相关导则,给出了计算公式。     

堤基管涌机理及防治设计准则研究

堤基管涌抢险和防治是堤防工程安全的心腹之患,水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心自成立以来,持续开展堤基管涌机理和防治设计准则方面的研究。系统深入研究了典型堤基结构管涌破坏机理和模式、管涌自愈现象,发现了不同堤基结构管涌发展机理和破坏模式的特点和区别;提出了管涌抢险合理范围和盖重合理宽度的确定方法建议;提出并论证了悬挂式短墙布置在背水侧更能有效控制管涌发展的作用机理和设计方法;研发了管涌动态模拟数学模型和软件。提升了对管涌机理的认识,发展了传统渗流控制理论,对管涌防治和抢险有重要指导作用,成果已应用于堤防设计和抢险中。     

沥青混合料数字图像特征提取边缘跟踪算法

研究了沥青混合料数字图像特征提取的边缘轮廓跟踪算法,为实现沥青混合料体积指标的自动检测分析进行了有益探索,提高了沥青混合料中集料大颗粒参数测定的精度,该方法与采用数学形态学对其进行细集料的特征提取方法相结合,为沥青混合料中的集料体积组成百分比的自动检测提供了科学依据.     

堤坝涵管接触冲刷破坏模式分析

本文分析总结了涵管与堤坝土体结合面区域土体渗透变形或接触冲刷破坏影响因素,主要包括涵管材料、裂缝或孔洞、回填土性质、水头、水流类型、设计因素等。从后向侵蚀管涌和内部侵蚀机理出发,归纳了4种堤坝涵管接触冲刷破坏模式,即土颗粒流失进入无压涵管导致土体发生内部侵蚀、压力涵管内水外溢导致的内部侵蚀、沿涵管周围土体产生后向侵蚀管涌或内部侵蚀和涵管附近土体裂缝导致的内部侵蚀。应用连续统概念模型阐述了接触冲刷破坏发生发展过程和可能防御措施,有助于堤坝涵管工程设计、施工和后期运行管理。     

基于子域积分的初流量法改进

为提高节点初流量的计算精度,引入子域积分法进行改进。根据自由面与单元的相交情况将单元划分为若干个子域,然后在每个子域布置数值积分点,这就避免了单元内节点初流量被忽略或多计入,也不会出现因自由面在积分点附近的微小移动而引起的节点初流量突变,实现了对单元节点初流量更准确的计算。数值算例表明,改进后的初流量法稳定性、收敛性良好。     

防洪减灾理论及技术研究进展

水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心(以下简称减灾中心)成立于2002年,长期致力于防洪抗旱减灾方面的研究工作,为我国防洪减灾领域一支举足轻重的科研力量.总结了减灾中心在防洪减灾国家战略、洪水运动及致灾机理、洪水预测预报、洪水调度、洪水损失评估、防汛决策支持、工程抢险技术等方面理论及技术取得的学术成果,有效支撑了行业防洪...     

双层堤基管涌模型试验尺寸效应的数值模拟

借助双层堤基砂槽模型试验的成果,建立双层堤基管涌动态破坏过程的数学模型和模拟方法。采用数值仿真方法研究双层堤基管涌模型试验的模型尺寸效应的规律和机制,提出双层堤基管涌小尺寸的模型试验的修正方法。研究结果表明:(1)采用概化的数学模型可以很好地模拟堤基管涌模型试验结果的尺寸效应影响及管涌动态发展过程,计算结果和试验结果吻合较好,同时得到不同模型砂样内部的渗流场分布和一些难以观测到的数据。(2)模型尺寸对堤基管涌的临界水头、发展过程有较大影响,临界水头随模型宽度和深度的增加而减小,但减小的幅度逐渐减小。(3)通过理论和数值模拟分析,现有模型试验结果受模型尺寸影响较大,对现有模型进行改进,模型宽度增大为堤身长度(试验模型槽管涌口至上游临水面的距离为1.4 m)的1.7倍,模型深度增大为堤身长度的0.85倍。改进后管涌破坏区的影响半径约为堤身长度的0.85倍。     

单层和双层堤基管涌砂槽模型试验研究

针对典型的单层和双层堤基进行了管涌机理的砂槽模型试验研究,观察并分析了管涌发生、发展并导致溃堤的机理和过程。试验结果表明,单层和双层堤基管涌发展的机理、通道形状和位置均相似,管涌破坏均发生在透水层的顶面,低于临界水头时,管涌仅在一定范围内发展并最终停止,管涌通道不会与江(河)水连通,一旦超过临界水头,管涌通道持续发展并最终与江(河)水连通,连通管流的强力冲刷最终导致堤基整体破坏和溃堤。但是,单层和双层堤基管涌破坏的水平平均临界水力比降不同,且前者大于后者,对试验用粉细砂,前者为0·278,后者为0·214。     

双层堤基中悬挂式防渗墙渗控效果的试验研究

通过砂槽模型试验,研究了双层堤基设置悬挂式防渗墙情况下管涌发展并导致溃堤的过程和机理。试验结果表明,悬挂式防渗墙可以有效提高堤基管涌破坏的水平平均临界水力比降,降低管涌的危害程度,使堤基整体抵抗管涌破坏的能力显著提高,且布置在背水侧较临水侧更加有效。同时给出了悬挂式防渗墙的设计方法。     

关于盖重宽度和管涌抢险范围的讨论

根据管涌砂槽模型试验结果,结合已有理论计算,对盖重最大、最小宽度和汛期管涌抢险的合理范围进行了讨论,给出了具体建议,可供设计和抢险工作参考。