微弯弧形钢筋混凝土结构裂缝控制验算方法研究

为了解微弯弧形钢筋对裂缝分布和宽度的影响,对配置微弯弧形钢筋的受弯板和某上闸首结构进行了空间有限元计算,并与配置直钢筋的受弯板和上闸首结构进行对比分析。根据分析结果给出了配置微弯弧形钢筋与直钢筋的受弯板、上闸首结构最大裂缝宽度之间的关系,建议在布置微弯弧形钢筋时应避开应力最大部位。结合受弯板试验结果,提出在进行微弯弧形钢筋结构件裂缝控制验算时,可将微弯弧形钢筋换算成直钢筋,并给出裂缝控制标准。     

弯槽冰塞水位试验研究

冰塞的出现造成河道上游水位壅高,常诱发凌洪灾害。天然河道并非理想直线而是蜿蜒曲折的,冰塞的堆积演变过程更为复杂,研究弯道冰塞水位变化规律对于北方河流的防凌工作具有重要意义。通过S形弯槽试验,分析弯槽冰塞水位变化特点及规律,并与直槽和天然河道进行对比。试验结果表明:冰塞水位壅高滞后于冰塞的增厚过程,且平衡冰塞水位增值随冰塞厚度的增加而增加,平衡冰塞水位相对增值随弗劳德数的增大而递减,弯槽平衡冰塞水位相对增值与直槽相比增幅较小。     

弧形钢筋拉压本构关系的研究

在混凝土的后浇带中设置过缝微弯弧形钢筋可以有效适应混凝土收缩变形,与过缝直钢筋相比可减少收缩应力带来的强度损失,但目前研究和应用很少。弧形钢筋微小变形可以运用结构力学弹性变形理论进行计算,并可以利用MATLAB计算程序,以弧形筋的圆弧半径及对应圆心角为迭代参数进行大变形计算。发现弧形钢筋变形值拉压分段的特性。弧形筋的变形特性受矢跨比、圆弧半径以及钢筋直径影响;围绕各参数对计算数据进行非线性回归分析,给出了弧形筋的应力应变关系方程。对比弧形钢筋拉伸试验表明按弹性理论计算出的结果与试验值较为接近。     

珠江三角洲典型微弯河道险段成因分析及整治措施研究

通过河道水文及河床演变分析方法,研究了珠江三角洲典型微弯河道险段(以潭州水道雷滘段为例)成因,并结合河工模型试验手段,研究确定了以贴岸抛石护坡和短丁坝群相结合的整治措施,且已应用于本工程实际,目前工程运行良好,河段堤岸稳定。     

宽浅式陡槽溢洪道水流及斜坡水跃特性研究

西段村水库设计采用宽浅式陡槽溢洪道,泄洪水流宽深比值为60～120,陡槽水流能量损失导致在陡槽末端提前发生水跃,消力池消能工未能充分发挥作用.从宽浅式陡槽水流特点入手,通过模型试验和理论分析相结合的方法,对西段村水库溢洪道陡槽面能量损失状况与斜坡水跃形态进行研究,提出了以斜坡消力池配合潜没式分流墩的设计方案,试验结果表明跃前断面单宽能量分布均匀,消力池内产生充分稳定的水跌消能流态.     

生物硫酸作用下新型人工鱼礁钢筋混凝土抗钢筋锈蚀性能研究初探

以普通硅酸盐水泥混凝土为对照组,在生物硫酸（pH ＝1．1）作用下,对新型人工鱼礁混凝土抗压强度、钢筋处混凝土孔隙液 pH 值、自由氯离子浓度和钢筋腐蚀电位进行测定以研究其抗钢筋锈蚀性能。研究结果表明：新型人工鱼礁混凝土的抗压强度始终高于普通硅酸盐水泥混凝土;虽然海砂海水引入大量的自由氯离子降低了新型人工鱼礁混凝土的抗钢筋锈蚀性能,但140 d 新型人工鱼礁混凝土中钢筋处孔隙液 pH 值高于普通硅酸盐水泥混凝土,且由于阻锈剂的加入,新型人工鱼礁混凝土的腐蚀电位比普通硅酸盐水泥混凝土的更大,因此其具有更好的抗钢筋锈蚀性能。     

二次流对微弯河段水沙输移影响的数值模拟研究

二次流运动是影响弯道内流速、含沙量分布及河床冲淤变形的重要因素.以往二维数学模型很少考虑二次流运动对水沙输移的影响.本文采用Delft3D模型的二维计算模块,通过在水沙输移方程中添加附加应力项来考虑二次流运动的影响,计算了不同流量级时荆江沙市微弯河段的水沙要素分布,并用实测流速和含沙量资料验证了模型的可靠性.在此基础上,详细分析了二次流运动对流速、含沙量分布的影响,以及上游来流量大小与二次流对水沙输移影响程度的关系.最后对水流运动方程中的二次流附加应力项、水面比降项及阻力项的大小进行了量级分析.这些计算结果表明:二次流对水沙输移的影响程度随着来流量的增加而增大,但在微弯河段其影响程度很小.     

单舱及多舱六边形管廊结构的受力性能研究

为了解决矩形管廊受力性能较差、圆形隧道空间利用率较低的问题,根据自然界中蜂巢结构的优良特性,提出了一种新型的六边形管廊形式,并通过有限元对六边形管廊及其组合结构的受力变 形特性进行了深入研究。通过对比分析发现,六边形单舱及多舱管廊的受力及变形显著优于矩形管廊,且随深度及尺寸增加优势更加明显,弯矩和变形最大分别可减小 34%和 60%; 而在功能性方面,六边形管廊与矩形管廊接近,优于圆形隧道形式,空间利用率较好,便于多舱灵活组合。与已有双舱和四舱工程案例对比,六边形管廊的受力与变形性能均较好,且混凝土材料用量比矩形结构减小 4%～ 9. 8%。六边形单舱与多舱管廊结构在角点处容易发生应力集中,尤其是每个六边形的左右两侧角点位置内力较大,针对此受力特性,提出在两侧角部加腋的方式提高其受力性能,该优化方式对其有效利用空间的影响也较小。     

施工宽缝对整体式闸首底板的受力影响研究

鉴于整体式闸首底板在顺水流方向易出现裂缝,严重危害船闸的使用安全。本文提出的设置施工宽缝的施工方案可以有效改善整体式闸首底板开裂问题。首先运用ANSYS软件建立模型,对闸首结构进行有限元分析,进一步探索出施工宽缝对整体式闸首底板的应力与变形的影响,将应力计算结果转换成内力,最终研究出满足工程要求的最优合缝时间和设缝位置,从而为整体式船闸的施工提供参考。     

横缝开合状态对高坝深孔结构力学行为影响

横缝开合状态对高坝深孔结构力学行为有重要影响。通过建立考虑不同横缝初始间隙及其开合行为影响的高坝深孔分析模型,分别从“结构变形、开裂状态、应力分布及实际配筋受力状态”四个角度,结合实际工程,获取了横缝开合状态影响下的孔口结构真实力学行为特征,弥补了传统高坝深孔结构分析中因简化横缝状态而造成的设计偏差。研究表明,横缝初始间隙越大,高坝深孔结构变形、开裂、应力及钢筋受力等力学行为特征越趋于不利状态,结构受力性能明显降低,正确描述横缝开合状态是分析深孔真实力学行为乃至合理配筋的重要保障。     

横缝开合状态对高坝深孔结构力学行为影响

横缝开合状态对高坝深孔结构力学行为有重要影响。建立了考虑不同横缝初始间隙及其开合行为影响的高坝深孔分析模型,分别从“结构变形、开裂状态、应力分布及实际配筋受力状态”4个角度,结合实际工程,获取了横缝开合状态影响下孔口结构的力学行为特征,弥补了传统高坝深孔结构分析中因简化横缝状态而造成的设计偏差。研究表明,横缝初始间隙越大,高坝深孔结构变形、开裂、应力及钢筋受力等力学行为特征越趋于不利状态,结构受力性能明显降低,正确描述横缝开合状态是分析深孔真实力学行为乃至合理配筋的重要保障。     

河井双水源联合灌溉调度研究

文章介绍了采用地表水与地下水联合调度,将河水与井水两者有机地结合起来,建立一种农业灌溉水资源开发利用模式,实现农业可持续发展与保护生态环境并举。     

考虑诱导缝的碾压混凝土重力坝控裂结构温度场与温度应力数值分析

同常态混凝土坝一样,碾压混凝土重力坝在施工期仍然存在温度应力问题,较大的温度应力会诱发不可控的温度裂缝,而在坝体中设置诱导缝,可使裂缝在已做好防护措施的诱导缝部位产生,以降低不可控温度裂缝的危害。针对碾压混凝土坝的温度裂缝问题,将诱导缝的优势与新研制的高流动防渗抗裂混凝土(High-fluidity Impermeable and Anti-cracking Concrete,HIAC)材料相结合,根据规范要求制定了设有诱导缝的碾压混凝土重力坝控裂结构方案,建立含有裂缝和HIAC的碾压混凝土坝有限元模型,实现了施工期温度场和应力场的仿真计算与分析。基于计算结果,以坝体上游防渗层施工期的主拉应力为指标,从时间和空间两方面对含诱导缝方案进行评价研究,并对控裂结构诱导缝的布置位置和长度进行了优化,从而得到保障应力释放效果、缝长更短以及施工简便的控裂结构方案。     

九甸峡混凝土面板堆石坝河床防渗结构研究

九甸峡水利枢纽工程混凝土面板堆石坝坝址河谷狭窄,岸坡陡峻,河床分布深厚覆盖层。根据地形地质条件,采用了大坝直接修建在覆盖层上的方案,其河床防渗的结构形式是整个大坝防渗系统的关键。设计考虑了单防渗墙柔性连接、双防渗墙柔性连接、双防渗墙刚性连接等3个方案,采用三维非线性有限元方法,对各个方案坝体和面板的位移反应、应力反应,以及周边缝和面板接缝的位移反应等进行了计算分析。研究了不同方案的特点和规律,确定了合理的设计方案,经实施验证,效果良好。     

小湾拱坝设诱导缝对坝体应力变形的影响

对小湾拱坝底部设诱导缝进行了模拟,应用三维有限元方法对小湾拱坝底部设诱导缝和不设诱导缝的拱坝坝体的应力变形进行了计算分析.结果表明：设置诱导缝,能有效地改善坝踵附近的应力分布,且对拱坝的整体稳定安全度影响很小.     

基于改进SD的区域水土资源联合配置研究

将区域水土资源联合配置的多学科综合与新技术的应用成果相结合,以水土资源联合配置的体系为基础,定量刻化了水资源、土地资源配置系统与社会、经济、环境发展之间的互动影响关系,将包括需水、供水、土地需求及供给和生态环境影响等相关的水资源、土地资源联合配置的要素,与社会、经济、环境系统耦合成一个复杂的水资源-土地资源-社会经济-生态模拟系统,利用基于图论改进的流率基本入树的系统动力学(SD)规范建模方法,建立起了比较完整的区域水土资源优化配置的系统动力学流率基本入树模型。运用该模型,对位于苏南丘陵地区的句容市按照不同水土资源联合配置方案(情景)的水资源、土地资源与社会经济环境耦合系统进行模拟计算,该计算结果可为水资源、土地资源的联合统一管理提供基础支撑。     

水电站高地应力地下洞室群施工期围岩变形破坏研究

针对猴子岩水电站地下洞室群施工期岩体破坏现象,研究了其围岩变形破坏模式,利用应力莫尔圆和复合强度判据对高地应力情况下的应力驱动型变形破坏进行了成因机理分析,并提出了有效的工程应对措施。研究成果有利于进一步认识高地应力地下洞室群围岩变形的稳定性,可供类似地下厂房洞室群的设计与施工借鉴。