砾石骨料破碎对心墙沥青混凝土的性能影响分析

针对心墙沥青混凝土中粗骨料的选择问题,本文用天然砾石和破碎砾石作为粗骨料,细骨料均采用天然河砂制备两种沥青混凝土试件。采用室内试验的方法,分别进行沥青混凝土心墙的水稳定性、拉伸、单轴压缩、小梁弯曲、渗透、静三轴试验。结果表明:沥青混凝土用天然砾石做粗骨料仅在抗压、抗弯强度比用破碎骨料低。天然砾石可以作为本次配合比优选的粗骨料。     

基于PPR无假定建模的沥青胶浆拉伸强度变化规律分析

沥青胶浆在沥青混凝土中起着填充空隙、粘结粗细集料、传递荷载等作用,对沥青混凝土的结构及强度的形成有着重要影响。通过均匀正交试验设计,以填料类型、填料浓度、试验温度为影响因素研究了沥青胶浆的拉伸强度,并采用极差、方差分析及投影寻踪回归分析,得出沥青胶浆拉伸强度影响因素的主次顺序及变化规律。填料浓度对拉伸强度影响特别显著,且随填料浓度的增加拉伸强度急剧增大;试验温度和填料类型对拉伸强度有显著影响,拉伸强度随试验温度的降低而增大,填料的碱性越强,沥青胶浆拉伸强度也越大。     

新疆跨区域调水可行性前期研究——怒江调水入疆可行性初探

为了缓解新疆水资源短缺的现状,在对从通天河调水入疆和南水北调西线工程的分析和讨论的基础上,首次提出了每年从怒江调水60×10~8m~3入疆的设想,规划了调水路线和工程规模,初步设计了主要建筑物的结构及尺寸,估算了工程投资,并研究了这个方案的可行性。研究结果表明:从怒江调水入疆在技术上和经济上是可行的。这个方案既避免了从通天河调水入疆与南水北调西线工程的矛盾,也解决了新疆的部分缺水问题,是一个可行性较高的调水方案。     

基于CCHE模型的乌斯满引水枢纽水流数值模拟

通过CCHE2D平面二维水沙数学模型,采用非线性k-ε紊流闭合模型,有限元法离散控制方程和时间行进格式求解方程对塔里木河乌斯满枢纽模型进行二维水流特性数值模拟。分析了枢纽上下游水流水面形态变化、断面流速变化以及水位高程变化。探讨了引水闸及泄洪闸对计算河段水流流态的影响。将各典型断面水面高程变化与物理模型试验实测值进行对比,得到二者水面变化趋势基本一致。结果表明:CCHE软件能较好地运用于引水枢纽工程水流运动的数值模拟。     

严寒地区某高RCC重力坝温控设计与优化

针对严寒地区极端气候环境对高碾压混凝土重力坝温控防裂不利的问题,以兼顾安全可靠和保障施工进度、控制成本为原则,运用经过二次开发的ANSYS有限元计算程序对多个温控方案进行了仿真优化。结果表明:在无任何温控措施的情况下,混凝土最高温度达到42.3℃,采取水管冷却措施后,最高温度仍达到35.6℃,均超过了设计拟定的最高温度控制要求;选用较低的浇筑温度但不考虑水管冷却时,最高温度为33.8℃,仍不能满足要求。综合考虑浇筑温度和通水冷却后,混凝土最高温度分别为29.5℃和31.5℃,可满足温度控制要求。因此,建议坝体混凝土浇筑温度应不超过16℃并需通水冷却,施工中应采用2 cm厚保温被对仓面临时保温,越冬层顶面应覆盖至少14 cm厚保温被,坝体应采用10 cm厚XPS挤塑板永久保温。研究成果对严寒地区制定科学合理的大坝温控方案具有参考价值。     

基于CCHE模型的石门子渠首弯道水沙数值模拟

采用CCHE 2D软件中的k-ε闭合紊流模型,对大西沟石门子渠首人工弯道段进行二维水沙数值模拟研究,得到弯道水位横比降、典型断面泥沙冲淤形态、泥沙的横向输移现象以及泥沙冲淤后的河床变形,并将断面泥沙冲淤形态与物理模型试验数据进行对比,二者吻合较好,并且符合弯道凹岸冲刷,凸岸淤积的机理。通过对比分析可知,CCHE2D软件在用于模拟弯道水沙运动时,可充分展现弯道环流作用下的泥沙冲淤效果,但对于横断面环流作用下的流速矢量分布及水沙变化过程还需借助三维软件。     

新疆某引水工程渗管反滤料渗透特性试验研究

采用自行设计的渗管反滤料渗透试验装置对新疆某引水工程反滤料进行渗透试验,研究在清水与浑水两种工况下四层滤料及河床料综合作用下的渗透特性。结果表明:清水试验反滤料渗水效果良好;浑水试验中反滤料渗透系数随着落淤厚度的增加而减小,渗管出水效果不明显,分析了影响反滤料"滤土"和"排水"作用的原因,为设计者提出合理的建议。     

上覆粗粒土层对堤基管涌破坏的细观机制研究

为了系统研究上覆粗粒土层对堤基管涌破坏的微观机制,采用PFC3D并结合"休止角标定法"对模型进行标定,快速、准确地建立了材料宏观参数与颗粒细观参数间联系,有效地模拟了粗粒土渗透变形的发展过程,获得了渗透变形的微观参数和运移规律。结果表明:上覆粗粒土层中细料含量为10%、20%时,在水压力作用下细颗粒在骨架颗粒间运动并发生流失,表现为管涌型破坏,且上覆粗粒土层中细料含量越少,细砂层越易破坏;当细料含量为30%时,管涌口附近土体发生流土型破坏,而后上覆粗粒土骨架颗粒与细砂层颗粒同步流失并逐步向上游发展,表现为管涌型破坏,整体颗粒流失呈现为过渡性渗透破坏;上覆粗粒土层为管涌型土时,上覆粗粒土骨架颗粒在水头压力作用下会发生快速沉降,上覆粗粒土层为过渡性土时,上覆粗粒土层初始没有发生下沉,在上覆土层发生流土破坏后,才逐渐开始下沉,且上覆粗粒土的沉降量随着上覆粗粒土骨架颗粒中细料含量的减少而增加。本研究在方法上可为三维颗粒流数值模拟中细观参数的标定提供一定参考,并揭示了上覆土层细颗粒含量对渗透变形的影响及颗粒微观运移规律。     

不同滤网条件的微压过滤冲洗池过滤性能研究

为探讨微压过滤冲洗池采用不锈钢和腈纶滤网作为过滤元件的过滤性能,以过滤时间、拦截泥沙质量及泥沙去除率为评价指标,在水流含沙量为0.66 kg/m³和流量为5.0 m³/h条件下分别开展了物理模型试验。试验结果表明：在水箱水深变化方面,腈纶滤网存在水深恒定、水深快速增加及水深急速增加3个过滤阶段,而不锈钢滤网没有水深急速增加阶段;两种滤网的水深恒定时间相差不大,但不锈钢滤网的过滤时间略大于腈纶滤网;腈纶滤网拦截泥沙质量大于不锈钢滤网,且腈纶滤网能拦截到更小粒径的泥沙;腈纶和不锈钢滤网的泥沙去除率分别为61.10%～83.50%和44.00%～62.05%,前者是后者的1.35～1.42倍。综合考虑各项指标认为腈纶滤网更适用于微压过滤冲洗池,试验成果可为微压过滤冲洗池的深入研究提供理论依据和技术支撑。     

平原水库“防-截-导”渗流控制对坝后地下水位的影响

针对干旱区平原水库渗漏引起的坝后土壤盐渍化问题,基于非饱和渗流理论,以恰拉水库坝后农田地下水位埋深为研究对象,采用数值模拟的方法研究了平原水库"防-截-导"渗流控制对坝后地下水埋深的影响。从防渗措施,截渗沟深度,截渗沟内积水排导情况等方面对比分析。结果表明:截渗沟深度与截渗沟积水深度的变化都会影响坝后农田地下水埋深,截渗沟越深,沟内积水深度越小对降低下游地下水位越有利。在"截渗-导渗"的联合作用下,确定无防渗措施、水平铺盖、垂直防渗墙3种工况下联合截渗沟最适深度分别为4. 5、4. 5、3. 5 m。其中垂直防渗结合"截渗-导渗"的作用效果最佳,是无防渗措施条件下的1. 16～1. 30倍,是水平铺盖措施条件下的1. 15～1. 21倍。可见"防-截-导"的综合控渗机制可有效控制下游的渗流量从而降低坝后农田地下水位,防止坝后农田土壤盐渍化的发生,治理下游的生态环境。