有低矮植被覆盖的河道水流特性试验研究

通过室内水槽模型试验,探讨了有低矮植被生长的河道糙率变化、时均流速的垂线分布以及紊动强度的垂向变化规律.把植被区的垂向流速分布从河床表面到自由液面按有无植被的影响划分为3个区域,试验结果表明:时均流速垂线分布单调递增,增大到大于平均流速的某个值后达到稳定,之后流速分布为半对数分布;纵向、横向及垂向3个方向紊动强度最大值均出现在植被层顶部,且相同测点处存在T(x)>T(y)>T(z)的关系.经过试验分析认为:河道种植植被应选择远远处于淹没状态的较低矮的品种,且种植密度不宜太稠密,可起到固滩护岸、又不至于降低河道的泄洪能力的效果.     

含植被浑水的水动力特性和紊动特性试验研究

为了研究含植被浑水的水流特性,基于水槽试验分析了纵向流速、雷诺应力、相对紊动强度的分布情况.结果表明:①无植被时,沿垂线方向水流纵向流速分布呈"J"形;有植被时,受上游植被干扰的区域沿垂线方向其水流纵向流速分布呈"S"形,未受上游植被干扰的区域沿垂线方向其水流纵向流速分布呈"J"形.②在植被淹没状态下,雷诺应力最大值位...     

竖缝式鱼道180°转弯段的水力特性与改进研究

受布置型式与地形地质条件等因素的限制,大部分鱼道工程需要设计为折返型,而水流方向改变角度为180°的转弯段,是最能充分利用场地条件、节省空间的布置方式.目前,针对180°转弯段水力特性的研究成果鲜见报道,缺乏成熟完整的设计方法可资借鉴.采用数值模拟方法,对180°转弯段的水流流场进行了计算研究.结果表明,主流区水流紧贴边墙流动,并出现尺度过大的回流区.为改善上述不利流态,提出了增设整流导板的改进措施,并对水流流态改善前、后的水力特性进行了对比研究.研究表明:增设整流导板后,主流区基本位于转弯段的中间部分,主流衰减效果显著;弯段上游回流区的尺度大小、流速值与常规水池相当;弯段、弯段下游回流区的尺度减小,流速值明显减小.     

卵石推移质采样器水力特性研究

本文对我国研制的 MB-2型和美国研制的 TR-2型两种卵石推移质采样器的水力特性进行了对比试验研究。得到 TR-2型仪器的表面和形状阻力及器内阻力比 MB-2型仪器的小:MB-2型仪器的水力效率为0.91,TR-2型仪器的水力效率为1.04:两种仪器置入水中后增大了水流的紊动强度,且TR-2型仪器比 MB-2型仪器所引起的水流紊动强度为大。     

明渠紊流脉动流速结构的PIV试验研究

明渠紊流的脉动流速结构对动量传递和能量耗散具有重要影响,基于光滑床面和加糙床面明渠紊流PIV流场测试资料,探讨了近壁区脉动流速的概率分布,分析了紊流事件概率的垂线分布特征,研究了雷诺应力和紊动能的象限分布及其与紊流事件概率的关系。结果表明：床面加糙会改变近壁脉动流速的概率分布和组织结构,加糙后纵向脉动流速概率分布变得尖陡且呈高狭峰,垂向脉动流速概率分布逐渐坦化并接近正态分布;光滑床面近壁区呈现清晰的高、低速条带结构,加糙后条带结构逐渐变得不规则甚至完全消失。床面加糙不会改变第2、4象限紊流事件的主导地位,但会改变其概率分布特征,加糙后第2象限紊流事件概率在全水深范围内总体增大,第4象限紊流事件概率仅在内区明显增大,床面加糙对第2象限紊流事件概率的影响范围大于第4象限,加糙后第2象限紊流事件的主导地位相对增强,第2、4象限紊流事件概率差异减小,紊流各向异性减弱。无论对于光滑床面还是加糙床面明渠紊流,第2、4象限的雷诺应力及紊动能总体大于第1、3象限,尤以第2象限最大,该象限紊动能可占总紊动能的39.3%;床面加糙后,第2、4象限的雷诺应力及紊动能绝对值均增大,雷诺应力在内区增幅尤为明显,紊动能在内、外区增幅较为接近;同时,第2、4象限的紊流事件概率、雷诺应力和紊动能变化具有较强的关联性。     

挟沙水流试验研究

通过开展挟沙水流试验,对河槽断面的纵向时均流速横向与垂向分布、瞬时流速频率分布、紊动强度垂向分布规律进行了研究,最后分析了断面宽深比对张瑞瑾公式的影响.得出如下结论:在相同横断面面积、流量情况下,随着断面宽深比的减小,准二维流动的中心区所占河宽比例减小,断面流速分布更加趋中;挟沙水流主流区流速垂向分布基本上仍然符合对数分布,随着含沙量的增大,卡门常数k有减小的趋势;中垂线上各点瞬时流速频率分布基本上符合正态分布;靠近水面处紊动强度最弱,紊动强度随相对水深的减小而增大,随后紊动强度随相对水深的减小而减小;随着断面宽深比的减小,张瑞瑾公式中的系数呈增加的趋势,流量幂指数呈减小的趋势.     

推移质颗粒3维运动紊动特性试验研究

采用3维粒子示踪测速技术,观测了10种不同示踪粒子的粒径、比重以及水力比降等水沙条件下推移质颗粒的3维运动,并对其紊动特性进行了统计分析.分别探讨了粒径、比重及水力比降对推移质颗粒紊动强度的影响,定性总结了3个方向上紊动特性的变化规律.实验结果表明,推移质颗粒的纵向紊动强度随粒径减小和水力比降的增大而加大,垂向和横向紊动强度在近壁区的变化规律与纵向相反,颗粒比重对紊动强度的影响不明显.     

小宽深比条件下弯道水流特性的试验研究

在弯道水流中,几何参数宽深比对水流的3维运动特性具有重要影响。由于小宽深比（< 5）河道广泛存在于山区及人工河道中,采用声速多普勒流速仪（ADV）对固定宽度不同宽深比（B/H 分别为1.5,2.0,3.0）的U型弯道内水流流速进行了精细测量,并以水面横比降、横向环流、流速重分布、紊动强度与剪切力为研究内容,讨论与分析了该情况下的弯道水流结构。试验结果表明,在小宽深比条件下增加宽深比时：1）水流动力轴线开始向凹岸偏移的位置提前,因而小流速主流线沿着凸岸流动,直到出弯道才开始向凹岸偏移,大流速则更早地向凹岸偏移;2）横向流速在凹岸开始波动的位置依次靠近上游,3种工况中波动位置分别为120°断面、90°断面及60°断面;3）凹岸表层附近出现次生环流的位置依次提前,其位置分别为120°断面、60°断面及30°断面,并且次生环流强度及范围不断增大;4）床面剪切力不断增大。需要指出的是：3种工况的剪切力在弯道入口断面到弯顶断面之间较大,最大剪切力位置均出现在弯道的前半段,可以推断在动床中弯道泥沙在此段的冲刷比较严重;过弯顶断面后,凸岸床面剪切力大于凹岸。试验结果可以有效地反映不同小宽深比参数对弯道水流结构的影响,并为该条件下的弯道泥沙冲淤研究提供参考。     

羊拉铜矿尾矿料动力特性试验研究

以羊拉铜矿尾矿料为研究对象,按照中线法堆坝工艺要求,将羊拉铜矿尾矿砂人工配比成全尾矿、粗尾矿、细尾矿三种尾矿试样.使用DDS-70微机控制电磁式振动三轴仪,对三种尾矿砂试样进行了动强度、动本构关系、动弹模阻尼比三方面动力特性研究.确定了尾矿料的动力强度和动力参数.并探讨了颗粒组成、固结围压、固结压力比、动应力对动强度的影响.为羊拉铜矿尾矿坝在8度地震作用下的稳定性分析提供了基础资料.     

根土复合体应力应变特性的试验研究

以香根草根系为研究对象,将根系与土壤视为一整体,探讨在不同含根量下根土复合体抗剪强度指标的变化规律,应用室内三轴试验的方法研究了根土复合体的应力-应变关系及强度特性,并且比较了素土与含根土的强度特性,以及它们的变形破坏模式。     

大豆散体力学特性三轴试验研究

通过不同围压下大豆散体的三轴压缩试验,得到大豆散体的内摩擦角、黏聚力、变形模量等力学参数,并对大豆散体的应力-应变关系曲线进行分析。结果表明:大豆散体的三轴压缩可分为弹性变形、颗粒错位滑动、应力强化和颗粒压缩破坏四个阶段;大豆散体压缩模量随着围压的增加而增大,在三向应力状态下的黏聚力为6. 7 kPa,内摩擦角为24. 87°,与粮食钢板筒仓设计规范给出的大豆物料特性参数基本一致。     

火筒加热炉大开孔封头应力应变试验研究

油田火筒加热炉密集大开孔封头的设计计算,因没有相应的强度计算标准在一定程度上限制了我国油田火筒加热炉技术的发展。采用电阻应变测量技术,对新型火筒加热炉大开孔封头进行了应力应变试验研究,得到了封头的应变和应力分析规律,给出了大开孔封头允许的工作压力。试验结果表明,大孔边缘圆周处应力应变较大,十字筋板对封头有一定加强作用。     

钢-混凝土组合梁开孔钢板连接件受力性能的试验研究

通过一片带有双排开孔钢板连接件的钢一混凝土组合梁的两点对称加载试验,对交界面处混凝土板与钢梁的相对滑移、交界面处应变差、跨中截面的应变发展变化以及横向贯通钢筋的荷载一应变关系等进行了分析,进而研究了开孔钢板连接件的受力和抗滑移性能.结果表明,该连接件受力性能较好,抗滑移性能明显优于栓钉连接件.     

P波和SV波耦合入射饱和软土动力特性试验研究

针对城市直下型地震,考虑地震波并非垂直入射的情况,通过GCTS空心圆柱扭剪仪施加四项荷载模拟P波与SV波耦合入射时应力路径,分析不同入射角和不同耦合相位差对土体动力特性的影响.实验结果表明:P波和SV波耦合入射时,土体的广义剪应变存在快速增长和稳定增长两种情形;同时,相位差为90°时土体的广义剪应变最大、动孔压增长速度...     

新疆荒漠区风积沙动应力-动应变关系试验研究

采用新疆荒漠区风积沙,进行90组试样的动三轴试验,研究其动应力-动应变关系,基于试验结果分析含水率、围压、压实度、荷载作用频率和初始静偏应力对动应力-动应变关系的影响规律,应用Kondner R L双曲线模型对动应力-动应变关系进行拟合,得出不同工况时的模型参数。研究成果可为新疆荒漠区风积沙路基的设计和施工提供一定的参考。     

大直径挖孔扩底桩承载特性试验研究

通过对三根人工挖孔扩底桩进行静载试验,从埋于桩中不同层面的钢筋应力传感器和桩端压力传感器所获得的实测数据,分析研究了人工挖孔扩底桩的承载特性和荷载传递机理,探讨了桩端阻力、桩侧摩阻力发挥规律和桩沉降变形规律,得到了砾砂层的承载力最大值达到了3.65 MPa,而且还有富余,为今后此类桩在该地区的理论研究和设计应用提供了重要的参考作用.     

湿地湖泊相黏土应力-应变及屈服特性试验

为探讨结构性和各向异性影响下湿地湖泊相黏土的应力-应变特性和屈服特性,分析结构性和应力路径对湿地湖泊相黏土应力-应变关系的影响,基于应力路径试验系统研究湿地湖泊相黏土的屈服特性.结果表明:湿地湖泊相黏土的应力-应变特性受胶结和组构的显著影响,当土体球应力增量大于0时,胶结和组构共同承担荷载,能提高土体的抗压强度并减小压缩变形;当土体球应力增量小于0时,组构不能承受拉应力,仅有胶结承担荷载,胶结能够提高土体承受拉应力的能力并产生较大的膨胀变形.由于不同应力路径下湿地湖泊相黏土均受球应力和偏应力的交互影响,导致其应变方向与应力路径方向存在一定偏差,但塑性应变增量与屈服轨迹却存在较好的正交性,可以采用相关联法则描述塑性流动特性.最后,由于受沉积时的K₀固结和胶结影响,湿地湖泊相黏土的屈服轨迹为一旋转椭圆形,并和临界状态线一起与p′轴交于q-p′平面原点左侧.     

整体式拼缝连接的预制楼板-预制剪力墙节点试验

为研究整体式拼缝连接的预制楼板-预制剪力墙节点在预制楼板悬臂端竖向荷载作用下的受力性能,进行了1个边节点试件和2个中节点试件的静力试验.结果表明:3个试件的裂缝分布相同,且均为楼板受弯破坏;3个试件承载能力极限状态前的楼板悬臂端竖向荷载-挠度曲线基本相同,预制楼板固端受弯承载力差别不大,且与规范公式计算值的比值平均为1.29;套筒挤压搭接连接可有效传递预制楼板钢筋拉力;整体式拼缝可保证全装配楼盖的整体性,装配式剪力墙结构采用全装配楼盖时,预制楼板与预制墙之间可采用本文试件的整体式拼缝进行连接.     

小浪底水库1~#滑坡非饱和土土-水特性试验研究

通过小浪底1#滑坡非饱和土三轴试验对非饱和土土-水特性及围压对基质吸力的影响进行分析.结果表明:基质吸力随体积含水率的增大而连续减小;天然含水率非饱和土工程性质受含水率的影响很大;相同体积含水率试件的基质吸力随围压的增大而非线性减小,含水率同基质吸力之间的关系是连续的.利用多项式函数模型对土-水特征曲线进行拟合并建立土-水特征方程,同时探讨了土-水特征曲线与强度之间的关系并依此建立强度公式.     

低频振动下库区粉土的动力特性试验研究

针对三峡库区某滑坡粉质粘土,开展了等压固结下重塑试样在低频振动下三轴动力剪切试验,研究了不同频率下土体的应力应变关系、动弹模、阻尼比的变化特性.实验结果表明:轴向动荷载作用下,随着振动次数增加各土样的变形均逐渐累积增大,且频率在0.5~2Hz范围内,在振幅相同的动荷载条件下,频率越高,动应变的累积变形越慢.在此频率范围内,动孔压经历了逐步升高到骤降的过程.振动频率越高,动模量越高,且随着动荷载幅值的增大,动模量随变形逐渐降低.变形累积到一定时,阻尼比随着频率的增加而增大,阻碍了土体的变形发展.