结构面粗糙度系数的三维分形表征

结构面粗糙度对结构面的抗剪强度有重要影响,进而影响工程岩体的变形破坏行为。基于高精度三维激光扫描技术,以贵州某水库拱坝基岩结构面为研究对象,现场采取泥质白云岩结构面、白云岩结构面、泥质白云岩与白云岩接触面三类优势结构面并对各岩样结构面表面进行扫描,获取三维形貌数据,建立了数字高程模型。采用MATLAB软件编写立方体覆盖法程序,进而精确求取每个结构面的三维分形维数,同时采用均方根方法估算每个结构面的三维粗糙度系数,然后建立两者之间的关系式。研究结果为将结构面粗糙度系数表征方法从二维拓展到三维提供了一种新思路。     

水文泥沙数据场可视化关键技术研究

在分析水文泥沙数据场特点的基础上,对基于数字地球球体模型实现水文泥沙数据场可视化表达的方法和关键技术进行了研究。提出了一种改进的反距离加权算法,实现了在散点数据空间内内插或外推无数据区域的数据分布情况,并将其演变为二维数据场。工程应用表明,基于数字地球球体模型的水文泥沙数据场可视化方法,能很好地表现流域范围内水沙运动特点。     

焊接残余应力对桅杆节点板风致疲劳损伤的影响

为了定量评定残余应力对疲劳损伤的影响,运用ANSYS有限元软件进行了焊接温度场和焊接应力场的模拟,并通过改变加载顺序、预热等方法得到了不同消残比例的焊接残余应力,用基于临界面法进行了考虑不同消残比例的拉耳子结构风致疲劳累积损伤分析。结果发现在同一消除焊接残余应力的比例下,疲劳损伤以180°风向角呈对称变化,在90°风向角时,疲劳累积损伤最小,在0°风向角时,疲劳累积损伤值最大;随着焊接残余应力消除比例的增大,所对应的疲劳累积损伤越小。研究表明,在基于临界面法的桅杆拉耳子结构焊接节点的疲劳累积损伤计算中,引进平均应力这一参数可以很好地定量评估不同消残比例、不同风向、不同风速等级下的损伤程度。     

冰期明渠非恒定流阻力分析及圣维南方程优化

南水北调中线输水线路自南向北由温暖带进入半寒冷地区,受气温变化影响,将有不同程度的冰情出现,对渠道运行安全和输水效率造成不利影响。以描述一维明渠非恒定流的圣维南方程为基础,对输水线路的冰封段和冰盖段水流阻力进行了分析,进而得到针对冰期水力条件的修正圣维南方程,为冰期渠道水力学数值模拟提供了理论基础。     

基于最小累积阻力的崇明岛水系分区保护研究

为体现河网水系保护空间上的差异性,可以根据河网水系特征,在空间上实行分区保护。以上海市崇明县为研究对象,引入最小累积阻力模型概念,分析了河网水系保护在城市化过程中的阻力面特征。研究结果表明：崇明县城镇用地扩张的阻力主要以城区为核心向外扩散,距离越远阻力越大,阻力最大的区域为崇明东滩;生态用地扩张的阻力主要表现为西部区域阻力较小,东部区域阻力增大。将河网水系保护区域划分为5个区,即河网水系特殊保育区、河网水系重点保护区、河网水系风貌保留区、河网水系生态建设区和河网水系景观恢复区,并提出了河网水系分区保护对策,为平原河网水系区域的生态保护提供了参考依据。     

抽水蓄能电站巴氏合金上导轴瓦损坏原因分析

由于冷却油供油路中出油不均匀,使得油槽中存在大量漩涡或空气,造成轴瓦上半部分的油膜无法形成或形成不均匀,从而在运行过程中产生了油膜压力波动。同时,由于轴瓦轴向摆动的灵活性较差,轴瓦上半部分与滑转子间隙较小,轴瓦只有上半部分与滑转子接触,致使轴瓦表面单位面积受力过大。上述两种原因造成的瓦面上半部分应力幅值增加,使轴瓦产生了疲劳破坏。为此,利用光学显微镜和直读光谱仪对轴瓦巴氏合金的组织和成分进行了分析,在此基础上,提出了适宜的改进措施。实践表明,轴瓦金相组织中再无区域性偏析、聚集和组织分层现象出现,Cu6Sn5分布均匀,Sn Sb未发生区域性偏析,组织形貌与两种硬相Sn Sb和Cu6Sn5的总量符合要求。通过对轴瓦衬垫结构进行改进,使得轴瓦摆动的灵活性加大,轴瓦和滑转子之间形成了稳定的油膜,从而使轴瓦受力均匀,运行平稳。     

基于RVA法的沙颍河周口段水文情势评价

沙颍河周口闸的建成运行,使得下游河流水文情势发生较大改变,对其水生态系统结构功能产生了显著影响。为定量评价周口段的水文情势变化,选取周口水文站1951-2016年的日径流资料,采用RVA法评估水闸建成前后33个水文指标的改变度及其生态影响。结果表明:(1)1975年后,人类活动尤其是周口闸的运行对沙颍河干流水文情势影响加剧,月均流量均呈明显下降趋势,河道内多次出现断流情况;(2)周口站的整体水文改变度为42.23%,属于中度改变,其中11月月均流量、最小1d流量出现时间和流量下降率受到的影响最为强烈,为高度改变;(3)沙颍河流域水资源供需矛盾突出,水闸的运行调度对水生态系统的稳定性产生不利影响,迫切需要对沙颍河进行生态修复,对河流流量适时调整,实现区域经济和水生态系统协调发展。     

水泥改性膨胀土强度与变形特性试验研究

以驷马山中-弱膨胀土为研究对象,以水泥作为改性材料,通过室内常规三轴试验,研究水泥改性膨胀土的强度与变形特性。试验结果表明:掺入水泥后,能提高膨胀土的塑限,降低塑限指数和自由膨胀率;水泥改性膨胀土三轴应力-应变曲线存在弹性、非线性强化、应力软化等三个阶段,并随围压的增大,由软化型逐渐向硬化型发展;峰值强度、残余强度均随围压的增大而增大,试样为剪切破坏形态,剪切破坏角符合摩尔-库伦理论计算值。     

河水位连续变化条件下潜水回水范围计算

以奎河为例,构建河水位连续变化时潜水回水模型,使用Boussinessq方程的第二种线性化方法对模型进行求解,并对回水范围做出预测。结果表明,奎河两岸潜水的回水范围在65m左右,该范围内的潜水势必长期受到河水污染的影响。回水范围计算的主要参数为渗透系数和给水度,通过二者对回水范围的敏感性分析可知,渗透系数对回水范围有决定性的影响,给水度对回水范围的影响有限。     

长江入海径流量突变性和趋势性分析

为研究气候变化和人为因素影响下长江入海口径流的变化趋势,采用长江大通水文站1950~2009年逐日平均流量资料,运用Pettitt突变点检验法,对年、枯季、洪季、汛后及逐月平均流量序列进行突变点分析。利用突变点对时段平均流量序列进行分段,并采用M-K趋势性检验法分析各段及整体序列的变化趋势。结果表明,长江年平均入海径流量序列在20世纪50年代中期、70年代末期、80年代末期和21世纪初,均发生了一定的突变,但突变趋势并不显著。