复杂内边界长距离输水明渠的一维非恒定流数学模型

大型跨流域调水工程。通常具有输水线路长、沿程过水建筑物类型和数量多的特点。节制闸、分水口及倒虹吸、渡槽等建筑物与水流的复杂作用，造成了长距离输水明渠非恒定流模拟的困难。建立了复杂内边界长距离输水明渠的一维非恒定流数学模型。模型定义和模化了节制闸、倒虹吸和多孔并联渡槽等3种类型的内边界条件，实现了对输水明渠水力过渡过程中水位、流量大幅度变化的无间断连续模拟。模型应用于南水北调中线一期工程总干渠全线和单个闸门的模拟分析。验证了模型的合理性。结果表明，模型能够模拟多内边界复杂输水渠道的水力响应过程，可作为南水北调中线一期工程等跨流域大型明渠输水工程的模拟工具。     

管涌发展的时间过程模拟

管涌模拟是数值计算的难点。常规有限元方法难以描述管涌的客观物理过程,且在理论上不够严密;离散元方法计算工作量过大,不具有实用性。在未发生管涌的区域用常规渗流理论计算,在管涌通道区域用管流理论,这种渗流–管流耦合的方法能够较好符合管涌的发展规律,同时不会过分增加计算工作量,是一种比较实用的方法。在该方法基础上,引入土的粒径级配曲线,提出了模拟管涌通道随时间发展变化的计算方法。对有防渗墙地基的管涌发展过程模拟表明,在通道发展的开始阶段,进展速度比较缓慢,一旦达到防渗墙底部,发展速度就会大大加快,即存在前慢后快的特点。表明防渗墙不仅能够改变管涌发展方向,而且能够减小管涌发展速度,给抢险赢得时间。     

黄河下游非汛期来水来沙对平滩流量的影响

本文采用人工神经网络方法分析了黄河下游汛期和非汛期水沙条件对平滩流量的影响,建立了黄河下游4个测站的人工神经网络模型,并重点分析了非汛期水沙因子对平滩流量的作用。结果表明,人工神经网络模型能够同时考虑汛期和非汛期水沙条件对平滩流量的综合作用。当平滩流量计算中加入非汛期影响因子后,各站计算精度均有较大幅度提高。因此,对于黄河下游平滩流量的计算,不仅要考虑汛期水沙条件的影响,非汛期水沙条件的影响也是不可忽视的。     

颗粒流底部摩擦模型在高速远程滑坡模拟中的运用

在运用连续理论模拟高速远程滑坡时,滑坡体底面与滑面之间的摩擦模型对模拟结果有很重要的影响,但是目前该问题仍存在争议,尚无定论。现广泛采用的理论是Voellmy底部摩擦模型,但是该模型却存在一定的不足:不能很好描述滑坡体尾部的运动;在小型滑坡的实例运用中失效;表达式缺乏具体的理论依据;参数的取得多依赖反演计算等。而颗粒流摩擦模型是一个能够反映颗粒流的摩擦机理,且已被实验室试验所验证的摩擦理论。本文引入颗粒流底部摩擦模型,并采用圣维南方程模拟高速远程滑坡。此外,通过对比Voellmy模型和颗粒流模型,发现当滑坡的深度较浅且滑速较快时,用Voellmy模型计算会出现摩擦系数无限大的情况,而用颗粒流模型计算的摩擦系数则是一有限值。我们进一步将这两种摩擦模型运用到文家沟滑坡的模拟中,发现用颗粒流模型的计算结果能更好地反映实测的滑坡体最终堆积情况。     

用自然单元法模拟管涌发展过程

管涌是堤坝的常见险情之一。采用渗流和管流耦合的方法可以较好模拟管涌的发展过程。无网格方法可以方便地增加或删除结点,在处理管流域和渗流域边界的动态变化上具有较大优势。相对于无网格伽辽金法(EFG),自然单元法的形函数符合Kronecker?条件,能够更准确地施加边界条件。在以前工作的基础上,把自然单元法用于管涌发展过程的模拟,以替换原先的EFG方法。算例计算表明这种替换是合适的。     

时空维度拓展的河相关系研究进展

从时间和空间两个维度拓展河相关系理论是当前的研究热点.对多断面河相关系的地貌学意义与表达方式、影响因素和在资料缺乏地区流量估算的应用,以及多频率沿程河相关系的研究成果进行较系统的分析和总结,探讨了多断面河相关系、多频率沿程河相关系,以及山区河流广义河相关系的意义与内涵.多断面河相关系是断面河相关系在河网空间的延伸,多频...     

新工科背景下土力学课程实践教学体系的构建与实践

新一轮科技革命和产业变革对工程教育的改革与发展提出了新的挑战,新工科正是对这一挑战和要求的积极回应,在实践教育过程中培养大学生的工程创新能力是土木工程专业新工科建设的重点。以武汉大学为例,针对目前普遍存在的重理论和轻实践、不重视创新能力培养的现状,探索土力学课程的实践教学改革。构建第一课堂、第二课堂和课堂外实践教学的"三课堂"协同育人体系,提出"三课堂"的具体建设内容,探讨构建实践教学体系的关键问题,介绍具体保障措施和教学改革经验与效果。     

单桩极限承载力的预测

如何根据未压到破坏的试桩的资料确定单桩极限承载力是一个重要问题。该文结合实例比较和讨论了几种常用的预测单桩承载力的方法     

边坡稳定分析中的强度折减法

应用弹塑性强度折减有限元计算边坡稳定安全系数,采用解的数值不收敛作为破坏判据,考虑材料剪胀性.通过算例对极限平衡法,极限分析法和强度折减法比较,说明前两种方法计算结果过大了.计算结果的可视化,反映了土体破坏时塑性区.