三次NURBS曲线插值在土工织物有效孔径分析中的应用

本文改进了传统的土工织物有效孔径的计算方法,提出了利用经过型值点的三次NURBS插值函数,对土工织物有效孔径试验中的试验数据进行处理的方法,并编制了孔径分布曲线的绘制程序.针对数据点间距过大时出现的曲线不单调情况,提出了通过改变曲线首末端点权值来修正的方法.     

土工织物用作反滤的几个实例

为防止渗流作用下土体流土或管涌,1922年著名土力学家太沙基(Terzaghi,k.)首次提出用砂砾料组成滤层保护以来,各国学者对滤层结构和反滤材料进行了广泛的试验研究。1958年美国佛罗里达州的护岸工程,首次应用土工织物滤层替代传统的砂砾反滤层,并获得良好效果。七十年代初,法国以土工织物作为滤层在伐尔克罗斯(Valcros)坝上游面及下游面应用,嗣后,土工织物在水利工程上得到广泛应用。 (一)土工织物的主要功能 1.排水作用——土工织物是一种透水材料,具有良好的透水性,故可以排除地表水或地下水。 2.反滤作用——土工织物过滤功能是和     

防潮堤护坡土工织物滤层稳定的研究

结合辽河大洼三角洲防潮堤护坡工作进行了土工织物应用的试验研究.通过室内外试验,提出了土工织物性能、土工织物与接触材料的摩擦、土工织物反滤效果等分析成果,并在此基础上进行了土工织物作为防潮堤护坡滤层的保土性、渗透性、抗滑、抗拉及锚固体重量等稳定分析计算.根据几年来的工程实践,提出土工织物的等效孔径采用小于或等于10倍特征孔径新的保土性准则,并根据泥沙起动流速从理论上进行了探讨验证,为较大孔径土工织物滤层的广泛应用提供了新的依据.大洼三角洲防潮堤护坡如用砂砾料滤层按25cm考虑,每延米投资281.7元、非织造布为180.5元、织造布仅为61.5元.可见,非织造布比砂砾滤层节省投资36%,而织造布可节省投资4～5倍.工程经两年多运行,效果良好.     

土工织物在鸭绿江护岸工程中的试验与应用

本文介绍了土工织物在鸭绿江护岸工程中代替天然粒料滤层,保护淤泥质粘土的试验与应用。结合本工程反滤设计中遇到的问题对土工织物保护粘性土的反滤准则进行了讨论,提出了粘土地基反滤设计尽可能选择较大孔径的织物为好。并提出土工织物可提高淤泥质粘土的抗剪强度,采用土工织物可起到反滤、加固双重作用。     

无纺土工织物的保温性——乱木水库土工织物护坡滤层试验工程温度观测资料分析

掌握无纺土工织物的保温性,对在寒冷地区应用和推广土工织物具有重要意义。乱木水库土工织物护坡滤层试验工程是一座大型野外试验工程,为了对比土工织物的保温性,在试验工程中采用了两种规格的土工织物,布置了四种型式的护坡。从温度观测资料分析中可以得出,土工织物的保温效果随外界气温变化而不同,在当地气温为—15℃左右的地区,以无纺土工织物为护坡滤层,可以保护坡面土料不发生冻害。     

压密变形对滤层功能的影响

本文在重视土工织物较为松软这一固有特性的基础，进行了试验研究。提出了土工织物滤层和被保护土受压后皆发生不同程度的压密变形，透水性减小．但因材料性质、密度、压力大小的不同，各自渗透系数的减小量不同，对滤层排水功能的影响不同；压密变形，对防止被保护土颗粒流失的滤层功能是有利的。建议应用中应结合工程情况、材料性质、压力大小下测定反映实际的参数，进行滤层设计和选型，以达确保滤层功能和工程安全运行。     

土工织物反滤作用研究进展

土工织物作为反滤材料已在众多工程领域得到了成功的应用.由于土工织物应用环境的复杂化和被保护土体的特殊性,需要深入地分析和认识土工织物的反滤机理,这对土工织物反滤作用的正常发挥具有重要的工程应用价值.基于国内外众多学者的研究成果,总结了在"土-土工织物"体系中土体"自反滤层"的形成机理和土工织物的反滤特性,分析了土工织物...     

矶山圩砂质堤坝应用土工织物作滤层的设计与施工

本文详述了肌山圩砂质堤坝应用土工织物滤层的设计、施工和运行情况，经运用表明，土工织物滤层反滤效果显著，投资少，施工简便，比传统砂砾石滤层有明显的优越性。     

土工织物水力特征试验研究

本文提出的用等值比较法,对测定无纺土工织物的孔隙直径比筛分法简单准确,可满足土工织物滤层设计的要求。     

广蓄电站土工织物的应用介绍

近十年来,土工聚合物作为一种新材料在我国方兴未艾,其中又以土工织物的应用最广泛。由水电十四局承建的广州抽水蓄能电站(简称“广蓄电站”),其上库进/出水口的边坡,采用土工织物代替传统的砂石料护坡滤层,不仅取得了明显的经济效益,更为可贵的是缩短了近一半的工期,本文主要介绍土工织物作为反滤材料的试验、设计和施工情况。     

土工织物的孔径测试方法

土工织物的孔径是反映其渗滤性能的重要参数,然而该参数的测定方法目前尚未标准化,各种测定方法所测得的结果不尽相同。为此比较和分析了现有的几种测定方法,并将图像分析法和数学模型法相结合,提出了反滤材料选择的新思路。     

固化淤泥持水特性的微观机理研究

对不同初始含水率和水泥掺量的淤泥进行固化处理,采用滤纸法量测定固化淤泥的持水曲线,结合压汞法和模型预测分析其孔径分布曲线,研究固化淤泥持水特性的微观机理。结果表明:固化淤泥持水特性受水泥掺量和初始含水率的影响,微观孔径分布曲线为单峰,最可几孔径随着水泥掺量的增加而减小,可作为刻画孔径分布变化情况的理想参数。固化淤泥干燥过程中不发生收缩或收缩较小时,据模型预测得出的孔径分布曲线与实测曲线吻合较好;若发生明显收缩,预测得出的孔径分布曲线较实测曲线偏右。     

巫山第四纪沉积物粒度特征研究

根据巫山WPT1与WS3剖面共同体41个样品粒度测试结果,分析了巫山第四纪沉积物的粒度特征。结果表明：巫山第四纪沉积物主要由5~50 μm粉砂组成,WPT1 与WS3剖面平均占53.44%、65.37%,为众数粒组;>50 μm砂粒平均含量分别占0.79%、15.54%;<5 μm粘粒平均含量分别占45.78%、19.09%。样品频率分布曲线均为单峰态,与粒度参数具有较高的一致性特征。粒度分析初步表明,巫山第四纪沉积物是风成大气粉尘堆积物。     

黏性土粒径分布的多重分形特性及土-水特征曲线的预测研究

土壤粒径分布的分形特性常由单一分维数来描述,这一分形参数可作为土-水特征曲线模型中的常数。但实验证据显示,单一分维数不足以描述某些黏性土在整个粒径范围土粒的分形分布。为了评估粒径分布的多重分形参数预测土-水特征曲线的效能,对3个黏土样实测粒径分布和土-水特征曲线,研究粒径分布的多重分形特性,并利用分形模型预测土-水特征曲线。研究发现,在较为宽泛的粒径范围,土的粒径分布存在3个不同分维数的土粒区域,分维数的大小与土粒区域的粒径大小有关。粒径越大的区域,分维数越大;利用不同区域的分维数预测土-水特征曲线并与实测结果比较,显示模型预测对多重分形参数较为敏感,采用大粒径区域分维数的计算结果与实测数据甚为吻合。虽然多重分形参数精确描述了土粒的分形分布,但在预测土-水特征曲线时应考虑粒径分布分形标度性质的差异。     

表孔局部开启泄流能力曲线计算方法的改进研究——以锦屏一级水电站为例

表孔泄流流量计算的准确性关系到梯级水库运行安全和蓄满程度。针对雅砻江梯级水库实时调度中出现的泄流流量计算误差,通过考虑闸门开度对应的当前库水位和跌水因素,对锦屏一级水电站表孔局部开启泄流能力曲线计算方法进行改进,并用下游电站运行数据及水文站实测流量对改进算法进行验证。结果表明,改进的表孔局部开启泄流能力曲线计算方法更接近实际情况,利于提高梯级水库实时调度的准确性。     

基于统计推断的GEV分布水文频率计算充分样本长度研究

针对水文频率计算样本长度的充分性问题,本文根据最大似然估计量的渐近正态性质,界定了充分样本长度的概念,将bootstrap与Shapiro-Wilk正态性检验相结合,确定给定水文序列不同设计频率计算所需的充分样本长度。该法不依赖于模型及经验法则,可避免主观因素的影响,能够应用于水文实际计算。为验证方法的可行性,选取广义极值（GEV）分布进行数值模拟分析,计算不同频率下设计值计算所需的充分样本长度na,在此基础上,选用相对置信区间（RCI）、平均相对误差（RMAE）为评定误差指标,应用曲线拟合法,定量分析不同参数、频率、参数估计方法与样本长度间的潜在关系。数值模拟结果表明：（1）通过正态性检验,验证了文中方法的合理性,采用误差指标曲线对推导结果na进行分析,在不同参数、频率下均表现出充分样本长度na规律性,论证了文中方法的正确性。（2）误差指标与样本长度表现为幂率函数关系,当样本长度达到一定样本量时,两种参数估计方法的RCI、RMAE拟合曲线出现交叉点,交叉点后最大似然估计法表现出良好的估计性能。（3）在10%~75%的频率范围内,样本长度30基本满足不同参数、不同参数估计方法下参数估计的充分条件,而在该频率范围外,充分样本长度远大于30,且重现期越大,所需样本长度越大。最后,将文中方法应用于国内8个典型径流、降水和洪峰序列,对实例计算结果进行方差分析（ANOVA）检验,进一步论证了方法的可行性。     

西淝河闸站工程开孔导流墩整流试验研究

针对西淝河闸站工程在闸、站单独运行时存在的回旋和斜流问题,采用整体正态模型对闸站工程进行水工模型试验研究。在抽排水工况下,设计了不同导流墩长度,不同导流墩开孔尺寸包括开孔宽度、开孔间距、开孔高度等7种导流墩整流方案;其中对仅25 m长导流墩方案和导流墩最优开孔尺寸方案进行了自排工况下自排闸的过流流态及流速分布研究。通过对比各方案下导流墩侧回旋区面积大小及各孔流速均匀度,建议导流墩长25 m,开孔宽4.5 m,相邻的孔口间距6.25 m,开孔高度5 m。5#和6#流道中间加设1 m短隔墩的方案可减小泵站前池及闸前水流回旋区域,改善水流流态,提高各孔流速均匀度,为泵站机组及水闸运行提供良好的水力条件。试验研究结果可为闸站结合工程选择导流墩整流方案提供技术参考。     

Particle size distribution and property of bacteria attached to carbon fines in drinking water treatment

The quantitative change and size distribution of particles in the effluents from a sand filter and a granular activated carbon （GAC） filter in a drinking water treatment plant were investigated. The average total concentration of particles in the sand filter effluent during a filter cycle was 148 particles/mL, 27 of which were larger than 2 μm in size. The concentration in the GAC effluent （561 particles/mL） was significantly greater than that in the sand filter effluent. The concentration of particles larger than 2 μm in the GAC filter effluent reached 201 particles/mL, with the amount of particles with sizes between 2 μm and 15 μm increasing. The most probable number （MPN） of carbon fines reached 43 unit/L after six hours and fines between 0.45 μm and 8.0 μm accounted for more than 50%. The total concentration of outflowing bacteria in the GAC filter effluent, 350 CFU （colony-forming units） /mL, was greater than that in the sand filter effluent, 210 CFU/mL. The desorbed bacteria concentration reached an average of 310 CFU/mg fines. The disinfection efficiency of desorbed bacteria was lower than 40% with 1.5 mg/L of chlorine. The disinfection effect showed that the inactivation rate with 2.0 mg/L of chloramine （90%） was higher than that with chlorine （70%）. Experimental results indicated that the high particle concentration in raw water and sedimentation effluent led to high levels of outflowing particles in the sand filter effluent. The activated carbon fines in the effluent accounted for a small proportion of the total particle amount, but the existing bacteria attached to carbon fines may influence the drinking water safety. The disinfection efficiency of desorbed bacteria was lower than that of free bacteria with chlorine, and the disinfection effect on bacteria attached to carbon fines with chloramine was better than that with only chlorine.     

不同因素对沿程汇流多孔流体分布管压力分布的影响

为了研究不同因素(水深、开孔比、长径比等)对沿程汇流多孔流体分布管压力分布的影响,采用流体力学基本原理,从理论角度分析论证了不同因素对压力分布的影响,提出了压力分布综合表达式。通过室内模型试验结果分析并验证综合表达式,结果表明:压力随水深、开孔比的增加而增加。当开孔比相对较大时,压力分布的均匀性将会降低;压力随长径比的增加而增加,但增加值相对较小。多孔流体分布管在汇流过程中,管长前1/3段压力变化值较小,后段较为显著。在这些影响因素中,长径比对压力分布的影响最小,但是长管压力分布的均匀性比短管好。压力分布综合表达式经试验验证拟合效果较好,可以为多孔流体分布管的设计和应用提供参考。     

长距离输水洞分水口模型试验及过流能力研究

水力学模型试验是验证过水建筑物设计合理性的重要方法之一。基于流体力学和水工模型理论对山西中部引黄工程输水洞分水口开展了模型试验研究。验证了总干隧洞、西干和东干支洞在闸门不同开度下的过流能力、流量分配;给出了闸门与闸前水面线高度的相互关系。结果表明:东西干闸门开度分别为0.60 m和0.56 m时能保证输水能力,并满足东西干流量分配;闸门启闭速率与闸前水位呈负相关。研究成果对无压输水隧洞分水口过流能力研究具有重要理论意义,并对闸门启闭和系统调度具有实际参考价值。