工程开挖面特征及土壤流失量快速监测方法探讨

工程开挖面是人为水土流失的主要来源之一,准确、快速监测工程开挖面水土流失量具有重要的现实意义。在对全国四大片区不同工程类型开挖面调查的基础上,提出开挖面分类体系,根据下垫面物质分异特征,分均质面和非均质面,根据有无汇水影响,可进一步分为有汇水影响开挖面和无汇水影响开挖面。开挖面下垫面一般紧实度高,干密度大,坡度大多在30°～70°,坡长主要为10 m左右,开挖时间大多在2 a之内。经分析推导,界定开挖面土壤流失量的监测精度为t,水土流失形式主要为沟蚀。综合开挖面特征及水土流失特点,确定工程开挖面土壤流失量监测重点对象为有汇水影响、出现沟蚀、2 a内的开挖面已发生的土壤流失量。在综合比较现有监测技术方法的基础上,提出开挖面土壤流失量快速监测最宜采取三维激光扫描仪。     

雨强和地表糙度对坡面微地形及侵蚀的影响

地表糙度是影响坡面侵蚀产沙的重要因素之一,以往研究多关注糙度对坡面产流产沙特征的影响,而较少关注不同糙度条件下坡面微地形变化和侵蚀产沙的关系。通过人工模拟降雨试验,结合Photoscan技术研究了不同雨强和地表糙度对坡面微地形及产流产沙的影响。结果表明:在试验条件下,降雨后光滑坡面和粗糙坡面4个微地形因子(地表糙度、地形起伏度、地表切割度、洼地蓄积量)数值均减小,且有随雨强增大,其减幅增大的趋势;相同雨强和降雨历时条件下,粗糙坡面微地形因子变化幅度大于光滑坡面,微地形因子变化量与侵蚀产沙量呈明显正相关;与光滑地表相比,粗糙地表只在降雨初期能有效减少产流,随着降雨时间延长,2种坡面的产流率趋于一致;在试验选取的4个雨强条件下,粗糙坡面和光滑坡面产流率均呈现先增大后趋于稳定的趋势。粗糙坡面产沙率和产流率变化规律一致,但光滑坡面产沙率表现出在产流初期迅速增大,而后呈降低并趋于稳定的趋势。研究结果可为揭示坡面土壤侵蚀机理和建立坡面侵蚀产沙模型提供参考。     

泰森多边形法在小流域面雨量计算中的应用

为探究泰森多边形法在小流域面雨量计算中的适用性,以地处江淮丘陵区适宜进行产汇流机制等水文基础理论研究的典型闭合小流域花山流域为例,结合流域现状站点分布和地形特点,选取流域多年面雨量、典型场次与典型日面雨量三种不同降雨量级实例,分别采用算术平均法、泰森多边形法和等值线法计算面雨量进行对比。年面雨量和场次面雨量计算中泰森多边法对比等值线法计算值相对误差小于 1.00%,日面雨量计算值相对误差小于 2.00%;算术平均法在典型场次面雨量样本中有 40.0%的计算值相对误差大于 1.00%,最大相对误差为 -2.47%,在典型日面雨量样本中有36.8%的计算值相对误差大于 2.00%,最大相对误差为 9.38%。结果表明：不同降雨量级使用泰森多边形法计算面雨量比算术平均法更接近于等值线法计算值;算术平均法在降雨量较小时受局部降雨影响计算误差较大,在年面雨量计算时可以和泰森多边形法互换使用。     

块体理论中结构面相交算法优化研究

针对传统块体理论中结构面无限延伸的假定和部分有限结构面理论的不足,提出了一种新的结构面相交关系的判定方法。在结构面有限延伸的前提下,选择结构面圆盘模型进行分析。在判定两结构面是否相交的计算中,回避了线段与圆形直接求交的困难,选择投影法,即求得两结构面交线矢量的法平面,根据法线在法平面投影为一点、圆形域在对应法平面投影为线段的特点,分别计算垂足和两圆心投影点的距离并与圆形域半径进行比较,分析交线和圆形结构面域的包含关系,进而对结构面相交与否进行判断。并利用此原理提出了块体分析工作中野外实测结构面的筛选方法,经由判别矩阵的筛选,剔除原无限块体理论不能分辨的、实际延伸很短、并不与其他结构面相交,或虽与其他结构面相交,但对形成块体没有贡献的结构面。新算法简化了块体计算的工作量,大大提高了效率,对结构面数据量大的块体分析工作尤为明显。     

具有切割体的岩坡稳定分析

一、方法岩石边坡的稳定性,通常是切割体的稳定性. 采用基本的静力极限平衡方法,计算由于地质结构面和边坡面所构成的切割体在合力作用下,沿单个结构面或两个结构面I、J的滑动稳定性. 座标系规定为在水平面内X轴向北和Y     

国内外面源污染治理综述

为了减少面源污染,从应用技术、管理手段和国外政策等3个方面阐述各国处理面源污染的措施。同时基于我国基本国情,从源头、过程和末端等3个方面介绍我国在处理面源污染方面的成果。结合已有的治理经验提出4点符合我国基本国情的面源污染治理建议。通过总结国内外在解决面源污染方面的管理与控制经验,为我国进一步处理面源污染提供依据。     

基于结构面几何参数的深部隧洞围岩破坏机理研究

岩体的强度主要由结构面控制,为确定结构面对隧洞围岩的影响,在对围岩中单一结构面的应力分布和破坏形式进行理论分析的基础上,研究了结构面倾角以及结构面到隧洞中心的距离对节理围岩破坏机理的影响。并利用3DEC离散元程序分别对不同结构面分布、不同岩石强度和结构面强度下18种组合的围岩变形进行了计算,分析了结构面不同分布情况下围岩的破坏模式;对比分析岩石、结构面强度不同组合下岩石强度和变形特征,研究了结构面力学变形性质在岩体损伤破坏中的贡献。研究结果表明:结构面距开挖轮廓线越近越容易发生破坏;结构面倾角影响结构面首先发生破坏的位置;结构面的分布决定围岩首先发生破坏的位置,结构面的破坏不一定会导致围岩的破坏。研究成果对不同结构面组合分布的围岩变形和破坏分析具有一定的指导意义。     

节理岩质边坡随机块体搜索的一种简便方法

节理岩质边坡存在有大量由结构面和开挖坡面组合而成的随机块体。根据结构面和坡面的组合关系,将随机块体分为坡肩双面滑动、坡面双面滑动及坡面单面滑动3种类型,并运用“野外定性判断+赤平投影法”的方法综合确定边坡随机块体的类型。在详细的野外结构面采样的基础上,运用地质统计学与计算机技术随机生成三维结构面网络图。在前人关于生成结构面迹线图、搜寻封闭回路、搜索随机块体可能出现的最大区域、交点组合的基础上,提出通过对坡面迹线三角形进行随机块体类型匹配的方法,找出符合随机块体类型要求的迹线三角形,快速搜索出坡面随机块体。工程实例模拟结果亦证实了该方法的合理性,研究成果可为节理岩质边坡随机块体的形态描述、快速搜索提供一条新的思路与方法。     

汶川震区的坡面泥石流调查研究

汶川地震造成的大量崩塌、滑坡和颗粒侵蚀堆积体,为泥石流提供了丰富的松散物质来源。在过去的两年内暴雨引发大量的坡面泥石流,对山区公路和河流造成危害尤为严重。坡面泥石流是一种发生在有碎屑堆积物的陡坡上,由降雨引发的高浓度碎屑与水的混合物沿坡面运动的现象。本文作者通过野外调查和测量,得到19个坡面泥石流的降雨量、形成与堆积坡度、颗粒级配等数据,并估算得到坡面泥石流的行进速度。研究发现降雨是震区坡面泥石流爆发的决定性因素,当代表日降雨量超过20mm/d就可能引发坡面泥石流;当代表日降雨量超过30mm/d,坡面泥石流就可能群发;当代表日降雨量超过90mm/d,震区就会大量爆发坡面泥石流。坡面泥石流形成坡度和堆积坡度很大,构成颗粒较粗。此外,震区频发的坡面泥石流是两相泥石流,水体成稀泥浆在运动中主要是润滑体而不是承载体。坡面泥石流运动距离只有几米到几十米。由于固体颗粒运动中剧烈碰撞消耗了大部分能量,运动速度很小。建排水系统和发育植被可以最终控制坡面泥石流。     

坡度对三峡库区紫色土坡面径流侵蚀的影响分析

基于运动波理论,在紫色土坡面径流侵蚀力和径流侵蚀能力的影响因素分析基础上,对三峡库区紫色土坡面土壤侵蚀的临界坡度进行了分析,分析结果表明:(1)坡面径流流量、水深和流速均随降雨强度的增大而增大,坡面径流流量和坡面径流水深随坡度的增大而减小,而流速随坡度的增大先增大再减小,在坡度为33.21°时达到最大值;(2)坡面径流侵蚀力随着降雨强度的增大而增大,而坡度对它的影响较为复杂,这个特定坡度随降雨强度和坡长的增大而减小,随坡面土壤颗粒粒径的增大而增大,对紫色土坡面而言,在37.14°～46.19°之间;(3)坡面径流侵蚀能力在临界坡度处达到最大值,临界坡度是一个变量,随降雨强度和坡长的增大而减小,随坡面土壤颗粒粒径的增大而增大,紫色土坡面径流侵蚀的临界坡度在35.93°～40.78°之间.     

有限元分析中坝基面和结构面渗透压力的合理模拟

用有限元法分析大坝、岩体边坡的应力和稳定性时,不少人在坝基面和结构面单元的某一侧上施加面力,用以模拟作用在这些面上的渗透压力。本文讨论这种模拟方法的缺点,并提出一种改进的模拟方法。     

一种新型防沉降仪在直剪试验中的应用

结构面模型制作过程中,在模型内灌注一定量流动的水泥砂浆,再将结构面试样直接放置在流动的水泥砂浆上,会引起试样的不均匀沉降;然而结构面的直剪试验中要求制作的结构面模型必须水平,否则在进行直剪试验时,将直接导致结构面与仪器所加竖向力不能垂直,即法向应力与剪切应力不垂直,这将导致试验结果与实际情况出现很大误差甚至完全错误。基于此,在岩体结构面的直剪试验中,一种制作结构面模型的防沉降仪被提出,包括:外支架、活动长杆、夹持板、挂钩、蝶形螺母等。在结构面模型的制作过程中,通过使用结构面模型的防沉降仪,将结构面试样夹紧使其固定不动,避免了其发生不均匀沉降和沉降量过大的现象。     

邯郸市农业面污染源调查与分析估算

农业面污染包括三方面的内容,即对降雨径流对城市地表的冲刷所带来的污染物造成的面源污染;化肥、农药不合理使用所导致的面源污染;农业固体废弃物的污染,在较大的降雨径流冲刷下的水土流失污染。以2005年为基准年对邯郸市农业面源污染进行调查和分析计算,结果表明,全区化肥流失量占农业污染物的90.91%,是农业面源污染的主要来源。在总磷、总氮、氨氮和COD 4项污染物中,总氮占污染物总量的63.58%,总磷占总污染物的27.22%。研究结果为该区面污染源治理提供了科学依据。     

白城地区农业面源污染调查及控制措施

简述了农业面源污染对水环境的影响状况,在对白城地区农业面源污染进行调查的基础上,提出了对农业面源污染的化肥、农药和畜禽污染源的控制措施。     

草被覆盖对坡面径流剪切力影响的试验研究

通过人工模拟试验,研究了草被覆盖对坡面径流剪切力的影响。结果表明:坡面径流剪切力随覆盖度的提高而减小,30°坡面在5 L/min流量级试验条件下,裸坡、低覆盖度和高覆盖度坡面径流平均剪切力分别为0.9、0.5、0.3 Pa;各类坡面径流剪切力沿程和随试验历时的波动变化幅度随覆盖度的提高而降低。     

夏季混凝土施工仓面温控技术研究

影响夏季混凝土仓面温度回升的关键因素有混凝土水化热温升、环境气温、太阳辐射热等。目前采用的温控技术主要有仓面喷雾、覆盖保温被和搭设遮阳棚等。通过对各影响因素和温控技术进行分析得到,减少仓面混凝土在空气中的暴露时间、降低预冷混凝土与外界环境温差、合理安排浇筑时段、缩短仓面坯层间覆盖时间是控制温升的有效对策,覆盖保温被和仓面喷雾是控制温升的有效措施。     

缝面水压力与地震作用下重力坝坝踵裂缝扩展数值模拟

为研究不同工况下,地震与缝面水压力共同作用对重力坝坝踵裂缝扩展的影响,以Koyna重力坝为例,利用扩展有限元法(XFEM)和相互作用积分理论,建立缝面水压力和地震共同作用下的重力坝坝踵裂缝断裂数学模型,研究不同的坝基与坝体弹模比、初始裂缝长度、缝面水压力分布对坝踵裂缝扩展的影响。计算结果表明:在缝面水压力均匀分布、初始裂缝长度一定的情况下,裂缝扩展长度随坝基与坝体弹模比的增大逐渐减小,扩展路径向坝基面靠拢;在坝基与坝体弹模比一定、缝面水压力均匀分布的情况下,裂缝扩展路径随着初始裂缝长度的增加逐渐增加且趋近坝基面;当坝基与坝体弹模比和初始裂缝长度一定时,随着缝面水压力系数的增大,裂缝扩展长度逐渐减小,裂缝逐渐向岩基扩展。     

齿轮的齿面损伤及其防止措施

1.序言随着齿轮转数的高速化、重负荷化,为了达到减少振动,降低噪音之目的,保持齿面精度,防止齿面损伤是十分必要的。现在,从磨擦论的观点来研究各种齿面损伤,重新认识防止各种齿面损伤的措施是很重要的。2.齿轮齿面损伤的形式最近,把按着齿轮损坏的形式和其特征来分类的西德工业标准[DIN]和美国齿轮工业协会标准案[AGMA]、作为新的提案。在西德工业标准里,齿面损伤分为:     

岩体结构面力学模型制作新方法试验研究

目前岩体结构面力学模型室内试验研究在相似材料配置、力学模型研制和强度效应分析等方面存在着诸多不足,不能很好的满足定量研究的需要。为了解决这一不足,开展了结构面模拟材料及力学模型制作方法研究,得到一种新型结构面模拟材料,并率先尝试采用3D打印、三维激光扫描和逆向工程技术制作模型结构面。实践证明,研究成果能较好满足结构面室内试验研究的需要,可推广运用。     

溢洪道安山玢岩基面保护层一次爆破开挖技术

建基面是建筑物和地基的纽带,其稳定性和完整性直接影响建筑物的安全,如何在保证建基面完整性不遭破坏的前提下,完成建基面保护层一次爆破开挖施工是该技术研究的重点。在分析前坪水库安山玢岩"硬、脆、碎"岩性的基础上,开展了溢洪道安山玢岩基面保护层一次爆破开挖试验研究。结果表明:在岩石特性和炸药单耗量确定的情况下,通过控制爆破孔间排距和超钻深度,利用炸药锥形和环形聚能方法,采取柔性垫层措施,能够实现建基面保护层一次爆破开挖的目的,解决了常规模式下建基面开挖2～3次和耗时、耗工的难题,节省了人力、物力、财力,提高了施工效率,保证了施工质量。