寒旱区梯形渠道衬砌冻胀破坏数值模拟

针对刚性衬砌渠道冻胀破坏问题,选取宁夏盐环定扬黄灌区衬砌渠道为研究对象,在考虑相变及水分迁移模型基础上,考虑高地下水位对冻胀的影响,建立考虑水分迁移及地下水影响的数学物理模型,并采用Comsol Mutiphysics有限元软件对梯形渠道混凝土衬砌进行冻胀数值模拟,分别从温度场、位移场和应力场对刚性衬砌渠道冻胀破坏等方面进行了研究分析。结果表明:阴坡、阳坡冻胀量较大,渠底较小,渠底中部、渠坡1/3坡板长度处冻胀量分别达到最大值。渠底中部的法向冻胀力较小,两边逐渐增大,阴坡、阳坡的法向冻胀力分布均匀;渠底的切向冻结力成线性分布。阴坡、阳坡靠近坡脚处切向冻结力较大,左、右两端坡顶处切向冻结力较小,渠底衬砌板和两侧衬砌板属于压弯组合变形构件。     

基于粗糙集的盐冻作用下混凝土材料耐久性评价指标分析

为探明盐冻作用下混凝土材料各耐久性评价指标的重要程度,通过室内加速试验测定混凝土试件的损伤层厚度、超声波波速、质量损失率、相对动弹性模量、抗压强度5个耐久性评价指标,应用粗糙集条件信息熵理论,建立硫酸盐侵蚀与冻融循环复合作用下混凝土材料耐久性评价指标的权重关系数据模型,分析各指标在混凝土材料耐久性评价中的重要程度。研究结果表明,损伤层厚度(0.30)与超声波波速(0.30)权重最大,质量损失率(0.21)次之,相对动弹性模量(0.19)最小,表明损伤层厚度及超声波波速能更好地反映盐冻作用下混凝土材料的耐久性能,与混凝土试验损伤结果相符;并通过各评价指标相关性提取对应决策规则,为盐冻作用下混凝土材料耐久性评价指标的客观选取提供了重要依据,提高了混凝土冻融侵蚀损伤程度的预测精度。     

基于模糊层次分析法的混凝土结构耐久性等级评估模型及应用

为客观地评价影响混凝土结构耐久性的多要素间的耦合作用和影响程度,相对准确地评估水工建筑物的服役状态和耐久性等级,以甘肃省景泰川电力提灌灌区二期工程总干渠#5渡槽混凝土结构耐久性评估为例,将影响结构耐久性的要素分解为环境、材料、人为3个子系统,通过构建影响各子系统的多级指标体系,运用模糊层次分析法(FAHP)建立多层次多指标的混凝土建筑物耐久性综合评估模型;定义了水工建筑物服役的Ⅰ～Ⅴ级共5个耐久性状态,基于模糊数学理论将指标定量化,通过可拓区间判断矩阵计算各层指标权重,结合模糊综合评价法进行逐级评估,从而实现了以综合评估值来定量描述混凝土建筑物的耐久性水平。评估结果表明,其综合评估值为65.76,根据等级划分确定耐久性等级为Ⅱ级,准确反映了渡槽的实际服役状态。可见该模型可较好地表征水工混凝土结构耐久性等级,具有一定的实际应用价值。     

盐冻侵蚀作用下混凝土力学性能变化研究

针对西北寒旱灌区混凝土结构在侵蚀冻融复合作用下的破坏问题,采用快速冻融试验,分别研究了水、3%NaCl、5%Na_2SO_4作用下混凝土试件质量损失、抗压强度及相对动弹性模量的变化规律,采用损伤度来描述混凝土的损伤情况,分析了盐冻作用机理,建立了相对动弹性模量和抗压强度相关联的力学衰减模型,并利用试验数据对其进行验证分析。结果表明:混凝土试件在不同的冻融介质作用下存在不同程度的损伤,在3%NaCl溶液中冻融试件损伤度最高达到清水冻融的5倍以上,75次冻融之前5%Na_2SO_4溶液对混凝土损伤有抑制作用,冻融环境下三种介质对混凝土损伤度大小排序为3%NaCl5%Na_2SO_4水;混凝土相对剩余抗压强度和相对动弹性模量相关性良好,服役中的混凝土结构可以通过测定相对动弹性模量评估抗压强度。相关研究可为寒旱区混凝土结构维护和病害预防提供参考。     

区域尺度地下水埋深与矿化度对土地盐碱化转变概率研究

为探明受地下水埋深与矿化度影响的极度干旱荒漠区土地盐碱化转变概率,选定甘肃省景泰川电力提灌灌区(简称"景电灌区")为研究区,分别利用ArcGIS空间插值中的反距离权重法、样条函数法、趋势面法及普通克里金法对2017年的地下水埋深和矿化度监测数据进行插值,结合误差矩阵选取最优插值方法,并对研究区1994、2008和2017年三期监测数据进行插值分析,再通过重分类消除量纲进行叠加,将土地盐碱化难易程度划分为5级,分析了研究区土地盐碱化转变概率。结果表明,地下水埋深和矿化度平均值在1994年至2017年间呈不断上升趋势,灌区土地盐碱化转变概率西南低东北高,地下水埋深较深区域不易形成盐碱地,地下水埋深较浅区域,矿化度越大越易形成盐碱地,研究可为干旱荒漠区区域地下水利用提供理论依据。     

基于BIM的水利工程施工管理模式及应用流程

目前BIM技术的研究与应用主要集中在项目设计阶段,将其用于施工管理的较少且尚不成熟。本文以水利工程施工管理为出发点,分析了BIM技术应用于施工管理中的特点和优势,在传统水利工程管理模式基础上,引入BIM团队,提出了适用于水利工程施工管理的应用模式,并构建了基于3个层次(数据层、处理层、应用层)、2个系统(模拟BIM系统、实时BIM系统)的管理平台,最后以土石坝施工管理为例,设计了模拟BIM系统与实时BIM系统的具体实施流程。     

超声波平测法在混凝土早期受冻损伤 检测中的应用研究

针对低温环境下建筑物在混凝土养护期间的不良行为对结构服役状态造成的不良影响,分析不同受冻温度(-10℃、-5℃)和不同受冻龄期(1 h、3.5 h、8 h、1 d)的混凝土试件的未损伤层超声波波速V_u、损伤层超声波波速V_d、损伤层厚度h_f和损伤层平均应力f_d的变化过程,结合能够反映混凝土内部缺陷状况与宏观力学性能的超声波波速V的衰减规律,探究受冻龄期及受冻温度对混凝土服役初始与服役过程中耐久性能的影响规律及影响机理。研究表明,V_u、V_d、h_f、f_d呈现出的混凝土损伤劣化规律一致:混凝土在初凝后、终凝前(3.5 h)受冻导致的h_f最大,V_u、V_d、f_d最小,初始超声波波速V_0最小,此时混凝土损伤最严重且其后续力学性能的衰减速率最大,且混凝土试件的受冻温度越低,损伤越严重;初凝前(1 h)受冻混凝土的损伤较小,且受冻温度越低,损伤越小;终凝后(8 h、1 d)受冻混凝土的损伤最小,且终凝后受冻龄期越长,受冻混凝土的性能越接近未受冻混凝土,受冻温度对混凝土损伤的影响基本相同。