巴溪生态坝降噪方案水工模型试验

巴溪生态坝水流噪声超标,造成周边居民生活极大不便.针对此问题,经坝体水力过流特征分析,水流异响很可能是由于坝体剖面设计不当引起的.本文提出了 3种剖面优化设计方案,分别是坝面加糙、坝面加高和坝顶降高.通过水工模型试验方法,最终得出降低坝体高度是实现工程减噪最有效的方法,试验结果可供类似工程参考.     

格子Boltzmann方法研究岩石粗糙裂隙渗流特性

为研究岩石粗糙裂隙水力特性,建立了基于格子Boltzmann的压力模型。通过对3组不同试件（平板光滑裂隙、矩形非吻合裂隙、随机隙宽裂隙）的模拟,拟合出流量与平均隙宽的关系。研究结果表明,在所计算的10种工况中,3组裂隙中的水流都接近于层流。只有平行光滑裂隙中的水流的流量与平均隙宽近似成立方关系,矩形非吻合裂隙和随机隙宽裂隙中的流量与平均隙宽呈现超立方关系。改变平均隙宽和进出口压力都会导致流量与平均隙宽的关系变化。同时,进出口压力的改变也会造成两者之间产生次立方关系。     

格子Boltzmann方法模拟土体渗流场研究

格子Boltzmann方法模拟土体渗流场,较传统的数值计算方法具有并行计算能力好、能得到流场细节信息、擅长处理复杂边界的独特优势。通过构建入口边界为非平衡外推格式、出口边界为充分发展格式、左右边界为反弹格式的基于通用渗流模型的LBM模型,编程实现格子Boltzmann方法模拟水在同一级配三种颗粒随机分布的土壤中的渗流情况。通过经典算例验证了所编程序的正确性和有效性,并由得到的渗流场图分析发现,土体颗粒的均匀性和通透性较好时渗流场流线的形状和畅通性也较好。     

渗流–应力–化学耦合作用下岩石裂隙渗透特性试验研究

 为研究渗流–应力–化学耦合作用下岩石裂隙渗透特性变化规律,设计3组试验工况,在改变渗透压以及化学溶液的条件下,分别测定每种工况下的渗出水流量、渗出水离子浓度值以及渗出水pH值变化情况,进而得出裂隙渗透特性变化情况。通过处理试验数据,总结分析各因素对裂隙渗透特性的影响,并建立裂隙开度变化率与渗出水中钙离子浓度值之间的关系式。试验结果表明,渗出水流量、裂隙开度总体趋势是随着时间逐渐减小的,最终趋于稳定状态;增大渗透压,稳定状态会被打破,裂隙的流量和开度都会增大,但最终趋于另一个稳定状态;化学溶液对岩体裂隙的侵蚀性大,对岩体渗透性的影响更明显。通过分析和提炼渗出水流量、裂隙开度、渗出水的离子浓度值以及渗出水的pH值等随时间变化的数据,及它们之间的内部关系,在理论上描述岩体裂隙在渗流–应力–化学耦合作用下的渗透特性,进一步揭示渗流–应力–化学耦合作用机制。     

基于概率统计的长距离输水管线监测数据分析

为准确判断管线运行状态、及时发现威胁管线安全的因素,对长距离输水管线监测数据进行分析处理具有重要意义。运用概率统计学中正态总体方差检验法,分析输水管线监测数据的方差是否过大,从而评判长距离输水管线是否平稳运行。实例应用结果表明,采用方差检验法能够准确评判长距离输水管线的异常情况,并能及时发现管线泄漏现象,且计算量小、误报警率低、对工况条件变化适应能力强。     

岩石THMC多因素耦合试验系统研制与应用

为研究复杂环境下(高应力、高水压、高温、水化学等)岩石渗透特性演化规律,研制了渗流-温度-应力-化学(THMC)多因素耦合作用下岩石渗透特性试验系统。该系统在应力加载系统、渗透压控制系统的基础上扩充了控温系统和化学溶液自配系统,轴向荷载最大可加到1 500 kN,可进行高应力(30 MPa)、高水压(30 MPa)、高温(150 ℃)和低温(-20 ℃)、化学(酸性或碱性环境)等条件下岩石试件的渗透特性测试研究,并可进行岩石变形和渗透、应力耦合的全过程试验研究,是在原有岩石应力-渗流耦合试验设备基础上进一步增加了可直接加载的温度场和与渗流场结合的化学环境对岩石渗流特性的影响而发展的一套全新设备。利用该系统进行了多场耦合条件下岩石的渗透特性试验研究,验证了该试验系统的可靠性,对研究在多物理场耦合作用下岩石介质渗流特性提供了重要研究手段。     

泄水声景的美化分析

泄水声景包含泄水声音品质和听众对声音的心理反馈两方面内容,作为声音品质的两个重要表征参数,声景的美化也可以从响度、频谱优化角度进行研究。本文依据巴溪河泄水声音测验数据,结合声景问卷调查,探讨了声景美化的几点考虑。结论表明：相比泄水流量,跌水落差能较大幅度影响跌水响度;较低响度跌水频谱、陡坡泄水方式较易为大众接受,可作为泄水声景设计的考虑方向。     

Evolution of limestone fracture permeability under coupled thermal,hydrological, mechanical,and chemical conditions

The effect of temperature on the rock fracture permeability is a very important factor in the prediction of the permeability of enhanced geothermal systems and in reservoir engineering. In this study, the flow-through experiments were conducted on a single limestone fracture at different temperatures of 25℃, 40℃ and 60℃, and with differential pressures of 0.3 MPa and 0.4 MPa. The experimental results suggest a complex temporal evolution of the fracture aperture. The aperture increases considerably with increasing temperature and reduces gradually to a steady value at a stable temperature. The results of three short-term experiments （QT-1, QT-2, QT-3） indicate an exponential relationship between the permeability and the temperature change ratio （△T/ T）, which provides a further evidence that the rising temperature increases the aperture. It is shown that the changing temperature has its influence on two possible accounts： the chemical dissolution and the pressure dissolution. These two processes have opposite impacts on the fracture permeability. The chemical dissolution increases the permeability with a rising temperature while the pressure disso- lution reduces the permeability with a stable temperature. These make a very complex picture of the permeability evolution. Our results show that the fracture permeability reduces 39.2% when the temperature increases by 15℃ （during the 25℃-4℃ interval） and 42.6% when the temperature increases by 20℃ （during the 40℃-60℃ interval）. It can be concluded that the permeability decreases to a greater extent for larger increases in temperature.