路堑风化岩质边坡处置方法

路堑边坡的处理,尤其是风化岩质边坡的处理,在高速公路建设中一直是重点和难点。处置方法稍有不同,造价差别巨大,并且处理后效果迥异。“安全、经济、环保”是工程建设的基本要求,在边坡处置中安全表现为安全稳定,经济则表现为经济实用,环保除了要减少对环境的改变外,还体现为需要设置人工景观。如何以环保为前提,在经济实用与安全稳定之间平衡,并兼顾景观建设来选取边坡的处置方式,是本文将要探讨的问题。     

水击基本方程的改进

本文首先指出了当前用于水击计算的数学模型中的连续性方程式在恒定流时不能成立的问题,并通过进一步的理论推导,得到了新的水击波速计算公式和新的连续性方程。新的水击波速计算公式表明水击波速并非是一个常量,它的大小随流体动能沿程变化率与压强势能沿程变化率之比的变化而变化,同时也随管道断面相对变化量与压强相对变化量之比的变化而变化。新的连续性方程改善了老方程存在的不合理现象。本文还通过对水击现象的计算比较,进一步说明了老方程的确存在不合理现象,而新方程的计算结果是合理的。最后,分析指出了当前用于水击计算的连续性方程式在恒定流时不能成立的原因所在。     

氧化沟流场数值模拟及其结构形式改进

准确模拟城市污水处理厂氧化沟中的流态,对其优化设计以保证其稳定运行和生物处理效果至关重要.笔者以FLUENT软件为计算工具,建立一定水深下的氧化沟弯道水流平面二维数学模型,对弯道的流速分布进行模拟研究.结果表明导流墙的形状及位置对氧化沟流场流态影响较大.通过进一步的计算比较,提出了导流墙的优化形式以及最佳布设位置,改善了氧化沟流场的流速分布,防止或减少了沟中的污泥沉积,有利于降低能耗.模拟结果对实际工程的设计有一定的指导意义.     

溢洪道泄槽水面线计算的四阶龙格—库塔方法

现行的泄槽水面线是根据能量方程,用分段求和法计算,对于人工设计的溢洪道泄槽,多为矩形断面,能够明确写出其基本微分方程,可采用四阶龙格—库塔方法求解。与分段求和法相比,四阶龙格—库塔法具有计算速度快,精度高的优点。在工程设计中,泄槽水面线的计算可由四阶龙格—库塔法来替代现行的分段求和法。     

有坎宽顶堰闸孔出流研究

研究了有坎宽顶堰闸孔出流临界水跃情况。通过动量方程及连续性方程推导,建立了该情况下共轭水深比与收缩断面处弗劳德数之间的关系式,并结合图表分析了有坎情况下坎高与收缩断面水深的比值对临界水跃跃后水深的影响。比较宽顶堰闸孔出流有坎与无坎两种情况下的跃后水深表明,在堰坎的扩散作用下,有坎情况下跃后水深小于无坎情况下跃后水深。通过模型试验验证,发现堰坎对临界水跃的影响十分显著,相对于无坎情况跃后水深有所减小,试验结果与理论计算结果吻合较好。     

拟U型弯道急流流态的调控措施研究

针对南湾水库溢洪道尾水渠U型弯道内恶劣的水流流态,提出在U型弯道入口处设置渠底锥形反超高横向坡降来改善弯道水面横比降,在弯道适当位置设置顺弯流态调整池来控制水流的顺弯运动,在顺弯流态调整池上下游池顶设置横向超高来调整水流入池和出池的单宽流量横向分布,以及在部分弯道的凹岸边坡设置导向翼等综合改善弯道急流的措施,并通过水工模型试验验证了U型弯道采取综合措施之后的改善效果。研究成果可为类似工程提供参考。     

管渠结合一维非恒定流数值模拟研究

从一维明渠及有压管非恒定流连续性方程和运动方程出发,详细论述了管渠结合中各类边界条件的处理方法,并给出了采用特征线法数值模拟过程中具体的计算公式。结合南水北调中线工程某渠段实例,对运行过程中上下游闸门同时关闭工况下下游闸前水深的变化情况进行了模拟。     

考虑起始水力梯度时变荷载饱和黏土一维固结

采用考虑起始水力梯度的非Darcy渗流方程,将Terzaghi饱和黏土一维固结理论推广至可以考虑地面荷载随时间变化的情况,并给出了有限体积法数值计算格式.在此基础上,讨论了起始水力梯度和施工速度对饱和黏土层固结特性的影响.计算结果表明,起始水力梯度越大,地基的固结速度就越慢,且最终固结度小于1;而施工速度的影响主要体现在施工期和竣工初期.     

闸孔出流局部水头损失系数研究

为了填补现有水力计算手册中关于确定闸孔出流局部水头损失系数的空白,在当前闸孔出流水力计算理论与实践的基础上,根据能量方程导出了平板闸门闸孔出流局部水头损失系数ζ的定量计算公式.即ζ=0.610 3(e/H)3-0.290 8(e/H)2+0.117 5e/H+0.040 6,ζ随闸孔相对开度e/H的增大而增大,其变化范围为0.04～0.16.     

基于GIS和USLE的鲁山县土壤侵蚀预测分析

利用通用水土流失方程(USLE),在ArcGIS支持下,对鲁山县2006年土壤侵蚀量进行了计算与分级,并探讨了土壤侵蚀和高程、土地利用的关系。结果表明:鲁山县轻度以上侵蚀面积为965.43 km2,占总面积的40.58%,其中强度、极强度以及剧烈侵蚀面积分别为169.45、120.63 km2和222.08 km2;高程为300~500 m和500~1 000 m的土壤侵蚀面积较大,分别为330.36 km2和329.71 km2;不同土地利用类型中,林地发生轻度以上侵蚀的比例最高,为65.73%,但主要是轻度和中度侵蚀;耕地发生轻度以上侵蚀的面积最大,为560.58 km2,主要是极强度和剧烈侵蚀。