不同降雨强度和下垫面条件对黑土区坡面产流产沙的影响

为了优选合适的东北黑土区堤防坡面侵蚀防控技术,基于人工模拟降雨的方法研究了不同降雨强度和下垫面条件下坡面的产流产沙特征,利用三维激光扫描仪对降雨后的坡面侵蚀形态进行监测,分析坡面土壤的侵蚀情况。结果表明,降雨强度增大,坡面的初始产流时间提前,产流率随降雨历时波动更加显著。在不同降雨强度下,植被措施使平均产流率降低7.4%～20.4%,在裸地上施加PAM(聚丙烯酰胺)使平均产流率增大6.8%～25.9%。随降雨强度增大,下垫面L1(裸地)和下垫面L2(均匀撒施5 g/m~2 PAM的裸地)的产沙率随降雨历时波动更加显著,其产沙率变化规律可以用幂函数进行描述。下垫面L1的总产沙量相比下垫面L2增幅明显,在裸坡上施加PAM能够减少总产沙量,起到固土效果。草地坡面在降雨过程中未出现产沙情况,裸地坡面的侵蚀形态主要表现为溅蚀和片蚀特征,施加PAM使得侵蚀严重区域的面积相较裸地减小了21.5%,能够起到一定侵蚀控制的效果。总体来看,草地坡面的保水固土效果要优于裸地坡面。在坡面上施加PAM使得土壤入渗能力减弱,但能减少侵蚀产沙,在实际工程中有应用价值。     

堆石混凝土流动填充与温升过程原型监测北大核心CSCD

自密实混凝土在堆石体复杂空隙中的流动填充过程隐蔽性高,难以科学量化评价堆石混凝土的填充效果。本文依托石坝河水库开展了堆石混凝土原型监测试验,通过在典型仓截面的不同点位布设温度传感器,并实时测量混凝土液面高度、跟踪浇筑点位置、记录混凝土覆盖测点时刻,绘制出了不同时刻的混凝土自由液面线。试验结果发现,自密实混凝土的横向自流填充能力非常强,当浇筑点距离截面17 m时已有混凝土流过截面;伴随混凝土浇筑填充过程,截面上下游的自混凝土液面高度基本保持着匀速上升的趋势;沿坝轴线防渗层内的混凝土液面斜率Is约0.06,截面处的上下游液面斜率约0.03~0.08,按理论计算得到的堆石体空隙阻滞系数η约65~173;分析浇筑期温度监测数据,发现堆石体与密实混凝土混合后能很快由最初的非均匀温度分布,达到相对均匀的温度场。本文通过原型试验同步研究堆石混凝土流动填充与温升过程,对后续科学评价密实性与细观温度有重要意义。     

(超)疏水水泥基材料的研究进展

以混凝土和砂浆为代表的水泥基材料凭借其硬化后优异的力学性能和耐久性能被广泛应用于工程领域.然而,水泥基材料的多孔性和亲水性致使其在使用过程中很容易受到外界水和侵蚀离子的加速破坏,尤其是在潮湿、临海、寒冷地区,严重影响了其结构的耐久性和使用寿命.(超)疏水水泥基材料是通过对常规水泥基材料进行表面或整体(超)疏水改性制成的新型建筑材料,与常规水泥基材料相比,其具有更好的疏水性、抗渗性、抗冻性和抗氯离子侵蚀性,在一些特殊工程领域具有非常好的应用前景.因此,针对(超)疏水水泥基材料的研究引起了国内外学者越来越多的关注.近年来,国内外学者针对(超)疏水水泥基材料进行了大量科学研究并取得了非常丰硕的研究成果,这为(超)疏水水泥基材料的工程应用提供了重要参考.本文将对近年来国内外针对(超)疏水水泥基材料的最新研究成果进行综合介绍,其中重点包括以下几个方面:(1)现有的表面润湿模型,包括Young氏模型、Wenzel模型和Cassie-Baxter模型;(2)水泥基材料(超)疏水改性方式,包括表面改性和整体改性,并对比了改性方式对水泥基材料润湿特性的影响;(3)(超)疏水表面改性和整体改性对水泥基材料力学性能的影响规律;(4)(超)疏水表面改性和整体改性对水泥基材料耐久性的影响效果.最后对(超)疏水水泥基材料的研究结论进行了归纳总结并对研究前景进行了展望,以期能够为开发性能优异、经济环保的(超)疏水水泥基材料提供借鉴与参考.     

混凝土坝-基岩地震动力相互作用时域有限元分析

混凝土坝地震响应分析是坝工安全评估的关键一步。坝与基岩动力相互作用对混凝土坝地震响应具有重要影响。因此,建立一个可考虑坝与基岩动力相互作用影响的数值分析方法是十分必要的。给出了分析混凝土坝–基岩系统地震响应的时域有限元法。在时域有限元分析中,地震波的输入以及地基辐射阻尼的模拟常常是2个十分重要的课题。基于柱面波动方程提出了能同时实现地震动输入和模拟地基辐射阻尼的方法,这种方法非常简单有效,几个数值算例验证了方法的精度和有效性。最后,对混凝土重力坝地震响应进行了数值分析,结果表明无限地基辐射阻尼的影响是显著的。     

海绵吸收层法在坝-库水瞬态动力相互作用分析中的应用

将海绵层与Sommerfeld人工边界结合起来模拟无穷水库的辐射阻尼效应，并结合有限元法在时域内分析坝—库水动力相互作用。计算了刚性坝面瞬态动水压力及柔性坝—库水动力相互作用的分析，结果说明这种方法在时域内模拟无穷水库动水压力波向上游的辐射阻尼效应是适合的。但需注意海绵层的体积阻力系数不能取得太大。     

考虑分层填充的非均质堆石混凝土温度研究

为了研究堆石混凝土早龄期温度的非均匀时空分布特征，本文开发了考虑自密实混凝土分层填充和离散堆石颗粒体的非均质材料温度仿真方法，并结合石坝河水库的原型监测试验开展温度变化规律研究。结果发现，初始状态浇筑填充期的非均匀入仓温度，几个小时内即可完成混合均匀过程；早龄期第二阶段为堆石体与自密实混凝土的共同温升过程，约2～3天时间，而堆石辅助吸热的温升幅度与速率低于自密实混凝土的；之后堆石混凝土整体温度趋向均匀稳定，并缓慢下降。浇筑仓不同区域的堆石率略有差异，堆石率越高的地方平均温度越低；靠近钢模板的上游防渗层与下游三角区域几乎无堆石，夏季施工时温度峰值及温度梯度较高，要引起工程重视；上仓混凝土浇筑对下层仓浅表层的“二次温升”影响约6℃，深度1.0 m以下的区域影响很小；若仓面浇筑期短，采用均质堆石混凝土模拟施工期温度是高效的替代方案，但要合理选择等效入仓温度和等效绝热温升值。     

自密实混凝土J型环试验的数值模拟及敏感性分析

基于移动粒子半隐式法-离散元法(MPS-DEM)耦合模型对自密实混凝土(SCC)的J型环试验进行了数值模拟.研究了砂浆塑性黏度、屈服强度及密度对SCC的J型环试验模拟结果的影响.结果 表明:砂浆密度不会对J型环试验结果产生较大影响;砂浆的塑性黏度和屈服强度均会对SCC流动时间和流停状态产生影响,且砂浆屈服强度敏感性大于...