一种用于混凝土结构裂缝监测的光纤传感器

针对不同工程实际对传感器灵敏度及量程的不同要求,设计了一种基于弯曲损耗原理的光纤裂缝传感器,介绍了传感器的工作原理,对光损耗值与裂缝宽度间的理论关系进行了推导,并通过实验,研究了在不同弯曲段尺寸下光损耗的变化规律,确定了弯曲段光纤临界损耗尺寸,测得最敏感直径区间。通过有机玻璃板模拟裂缝的开展和闭合过程,验证了传感器的可行性。最后,通过在混凝土条件下模拟裂缝实验,对传感器的性能进行了测试。实验结果表明,传感器可实现对混凝土结构裂缝发展过程的长期稳定监测。     

河道束窄段对上游洪水过程特性的影响

为了研究束窄河段对洪水演进过程特征的影响,采用二维全水动力模型GAST模拟了束窄段河道洪水过程,通过理想河道和灞河上游实际河道分析了河道束窄程度与洪水特性间的定量关系。结果表明：束窄断面形状对洪水过程特征中水深、流速影响的大小依次为V形>U形>梯形>矩形。断面形状相同时,束窄程度越大对水深和流速影响越大。河道束窄段上游水位壅高,下游水位相对降低但流速更大。扩宽河道束窄段可以降低上游水位及上下游流速差。在“8·19”洪水下,灞河束窄河段束窄程度降低时(原河道束窄程度为64.4%,河道疏浚后束窄程度分别为55.6%、46.7%、37.8%),上游最大水深分别减小0.669、0.985和1.066 m,上下游流速差分别减小0.702、1.592、2.550 m/s。洪量越大则河道水位越高、流速越大,束窄程度变化对水位和流速变化的影响也越大。将“8·19”洪水进行缩放入流情况下,原始河道最大水深分别为2.177、2.778、3.618 m,束窄程度为37.8%时最大水深减小至1.866、2.367、3.175 m。通过分析不同束窄程度的束窄段河道洪水过程特性,可为束窄段河道防...     

狭窄型水库不同滑速滑坡对涌浪特性及工程影响

为了阐明狭窄型库区滑坡涌浪的生成特性和传播特性,明晰在狭窄水域中滑坡体入水速度对涌浪特性的影响和工程的危害,以羊曲水电站狭窄库区中的1^#变形体为例,采用三维数值模拟方法分析库区滑坡涌浪的产生、发展和传播全过程,同时建立1∶200水工物理模型进行验证,进一步论证滑坡体滑速对工程的危害。结果表明：数值模拟与物理模型试验涌浪时程线基本一致,试验在滑坡发生地和坝前测得的涌浪高度与模拟结果吻合良好。在狭窄水域中,首波波高随滑速的增大而减小,并且在波列中首波的波高不一定最大。此外,首波向大坝传播过程中没有发现明显的衰减,但其对总漫坝水量的贡献很小,漫坝流量峰值出现的时刻明显晚于首波到达坝前的时刻。     

滑坡诱发涌浪的生成机理及传播形态研究

滑坡产生的波浪种类繁多,准确预测波浪类型是此类灾害预警和风险评估中的关键问题。利用模型实验和三维数值模拟研究滑坡受重力驱动产生涌浪的过程。研究表明：滑坡体与水体作用方式可归纳为推移式、体积替换式及过渡式3类;其中,耗散涌波或类孤立波的生成机理为推移式作用模式,非线性震荡波的生成机理为体积替换式作用模式,非线性过渡波的生成机理为过渡式作用模式;Fr_s-S_z分界法可以区分滑坡涌浪造波机理和波浪类型。该研究可为库区滑坡涌浪灾害预警提供技术手段。     

突扩式水跃共轭水深的直接解及验证

由于泄水建筑物下游的地形条件,突扩散水跃被广泛地应用于泄水建筑物下游消能防冲设计。文章建立了突扩水跃方程并用实验验证了它的直接解。在分析水跃段水流形态的基础上对突扩式水跃始端端墙断面压力作出假设,认为回流平均压力是水跃跃首压力、水跃跃末端压力及水跃扩散比的函数。然后,根据动量原理推导出突扩式水跃共轭水深的水跃方程。通过实验给出了回流水深计算式中有关参数的经验公式。建议了突扩式水跃共轭水深水跃方程的显式直接解。突扩式水跃共轭水深水跃方程的计算结果与实验的对比表明,平均误差为5.564%,具有高的精度;与改进前突扩式水跃共轭水深水跃方程的计算结果对比说明,误差小于5%的实验组次增加了15组,占总实验组次的比例提高了16.5%,计算精度明显提高。而且计算过程简单,因此,可以用于水利水电工程的水力计算。     

塔里木河流域灌溉效率悖论成因实例研究

以塔里木河流域为例，对天然绿洲和人工绿洲面积进行遥感解译，设置灌溉面积扩张（现实）和维持不变（理 想）两种实例，对比分析 1990—2020 年平原绿洲耗水平衡和用水效率，从灌溉面积扩张视角对灌溉效率悖论成因 进行探讨。结果表明：现实实例下，36 亿 m3净节水量被用于扩大灌溉面积，人工和天然绿洲耗水比从 4∶6 转变 为 6∶4，产生了严重的灌溉效率悖论；理想实例下，人工和天然绿洲耗水比维持在 4∶6，产生真实节水量 24 亿 m3， 可避免灌溉效率悖论的产生。灌溉效率悖论的产生是连续丰水年出现、节水技术推广、种植结构调整和灌溉面 积扩张等因素综合作用的结果，30 年来灌溉面积扩张对塔里木河流域灌溉效率悖论的产生起主导作用。     

西安老城区海绵改造内涝削减效果数值模拟研究

为评估西安小寨老城区海绵城市改造效果,采用耦合管网模块的二维城市雨洪模型对不同降雨重现期下小寨老城区海绵改造前后的内涝积水情况进行模拟.通过对比模拟不同降雨重现期下建设前后的积水分布、积水水量和积水面积,发现不同重现期下的内涝情况在海绵改造后均有所改善,小寨老城区海绵改造对老城区内涝缓解作用明显.     

基于离散元的高陡堆石边坡失稳过程模拟

鉴于工程中出现的越来越多的高陡堆石边坡工程,其稳定性、失稳过程、影响范围对工程的运行安全至关重要,采用离散元数值模拟方法开展高陡堆石边坡失稳过程模拟。以某抽水蓄能电站工程为例,建立高陡堆石边坡离散元模型,通过模拟极限工况下的边坡失稳过程,分析该高堆石边坡的堆石运动、挡墙受力以及边坡整体变化情况。根据平均不平衡力比,将堆石边坡失稳过程划分为5个阶段,并重点分析各阶段内边坡体型、堆石位移、堆石速度等的变化;通过监测堆石边坡能量、挡墙受力等变化情况,进一步揭示堆石边坡的失稳机制;通过对比初始状态和失稳后块石位移与越过特定位置的块石数量,论证挡墙措施的阻滑作用;结合到达河床底部的颗粒数量和挡墙受力变化情况,认为堆石边坡底部的混凝土挡墙迫切需要加强,通过对高陡堆石边坡进行离散元数值模拟,明确了边坡失稳过程、影响范围,并提出了混凝土挡墙的建议高度。     

HDC加固震损无腹筋混凝土梁受弯性能试验研究

利用高延性混凝土(high ductile concrete, HDC)良好的黏结性能和裂缝控制能力,对19根达到极限承载力的无腹筋混凝土梁进行加固处理,并对其进行四点弯曲性能试验,研究了HDC加固震损混凝土梁受弯的裂缝开展情况、破坏形态、承载力、挠度及应力变化的影响,分析了不同HDC厚度、配筋率对HDC加固震损混凝土梁的受弯性能影响。试验结果表明：利用HDC加固震损混凝土梁的承载能力得到了明显的提高,峰值荷载最高提升89%;破坏后的裂缝较原梁多且发展完全;提高加固层厚度的加固效果要明显优于提高配箍率;开裂荷载及破坏时的极限挠度分别最大提高了250%和189%,延性得到明显改善;最大裂缝没有发生在界面处,新旧混凝土之间黏结非常好,协同工作性能良好。     

不同纤维对再生混凝土材料性能的影响

设计了一组再生混凝土和三组添加不同纤维的再生混凝土试件,对试样进行单轴抗压、劈裂抗拉和扫描电镜试验,分析不同纤维对再生混凝土力学性能的影响以及影响机制。结果显示：随着养护龄期的增加,植物纤维对再生混凝土的增强效果逐渐减弱;直聚丙烯纤维会增强再生混凝土的力学性能,单轴抗压强度和劈裂抗拉强度的增加幅度接近,分别是28.3%和30.5%;曲聚丙烯纤维会减弱再生混凝土的力学性能,单轴抗压和劈裂抗拉强度的减弱幅度差异较大,分别是36.2%和11.4%。