强度准则和失稳判据对有限元强度折减法结果的影响

本文主要研究有限元强度折减法的强度准则和失稳判据问题,从强度折减法基本原理出发,将边坡强度参数进行折减,利用理论分析与数值计算相结合的方法,通过对比分析研究了强度准则与失稳判据的影响。研究表明:在π平面上强度准则围成的圆的半径越大,所得的安全系数则越大。与传统的极限平衡方法的安全系数结果相对比,等面积圆强度准则结果与之相近。3种边坡失稳判据中塑性区贯通判据判断的安全系数偏保守,与Bishop法计算结果较为一致,收敛标准的安全系数偏大。     

钠基膨润土防水毯在滹沱河防洪整治中的试验研究

结合滹沱河防洪综合整治工程,对钠基膨润土防水毯建立试验模型,着重研究不同试验水头、外界环境条件(温度、风力等因素)对钠基膨润土防水毯的渗水量、水分蒸发量和渗透系数的变化规律。研究结果表明:试验水头与渗透系数成非线性关系,且渗水量随水位的增加而增加,渗透系数随水位的增加而减小。通过模型试验验证了钠基膨润土防水毯高密实、高防水等特点,为类似的防洪综合整治工程提供了技术支撑。     

水稻节水条件下氮素的利用及环境效应分析

为了揭示稻田不同节水灌溉与施肥管理方式下氮素迁移转化与利用损失规律,以指导水稻田的水肥管理,以水稻生育期田间水分氮素监测试验为基础,运用Hydrus-1D结合一阶动力学方法建立模型,对不同节水灌溉、肥料管理条件下的氮素运移进行模拟,并以反演的综合一阶动力学系数作为统一的评价指标,对不同方案处理下的氮素利用效率及环境效应进行分析评价。结果表明,植物吸收利用对于分蘖期、拔节孕穗期和抽穗开花期土壤水中氮素变化速率的影响比较显著;而氮素的主要损失差异在于分蘖肥和拔节肥导致的分蘖期和拔节孕穗期氨挥发损失效率大,以及分蘖期、抽穗开花期和乳熟期NO3-的反硝化作用造成的氮素变化差异明显;浅灌深蓄(G1)的NO3-综合一阶动力学系数较浅勤灌溉(G2)小,NO3-损失速率较小;施用氮肥(135 kg/hm2)(F1)施肥模式、(G1)灌溉模式下的植物吸收效率较另两种模式高,对应产量也较高;建议采用浅灌深蓄(G1)的节灌方式,同时采取分次施肥、深施等措施减少氨挥发损失,对于提高稻田氮素利用率尤为重要。     

洪水位变化对岸滩稳定性的影响

为了较全面地了解洪水涨落对岸滩崩塌的影响,本文通过对洪水期岸滩受力分析,结合岸滩土体性质和洪水浸泡岸滩特点,给出洪水期岸滩稳定系数;进而分析了洪水降落期岸滩稳定性变化,指出洪水骤降时,长期洪水浸泡后黏土岸滩稳定系数将会大幅度减小;在洪水缓慢降落时,黏性岸滩稳定性减小,但减小幅度小于骤降的情况。通过分析对比洪水上涨、洪水浸泡和洪水降落等不同过程的稳定性,指出洪水迅速上涨期岸滩稳定性最好,依次为洪水缓慢上涨期、洪水浸泡期和洪水缓慢下降期,洪水骤降期岸滩稳定性最差。     

一个基于多因素的冷却水管等效换热系数模型

基于热对流、传输微分方程及有限单元法,研究了冷却水流速、管壁粗糙度及导热系数对混凝土与冷却水之间的等效换热系数的影响。在分析各单因素影响的基础上,提出了包含冷却水流速、管壁粗糙度及混凝土导热系数等因素的冷却水管等效换热系数模型,可较好地预测多影响因素条件下混凝土与冷却水间的换热规律。模型表明,等效换热系数与冷却水流速、管壁粗糙度及导热系数均呈幂函数递增关系,其大小取决于多因素耦合效应。相较而言,粗糙度对等效换热系数影响仅在其取值较小时最显著;混凝土导热系数变化的影响较小;冷却水流速的影响介于二者之间。     

重力坝动力深层抗滑稳定性研究

基于我国西南某待建高碾压混凝土重力坝,建立了典型坝段三维有限元接触分析模型,分别采用强度折减动力分析法和时程安全系数分析法,综合研究了坝基动力深层抗滑稳定性。同时针对传统时程安全系数分析存在的局限性,基于概率统计深入探讨并改进了可靠度动力安全系数评价指标。研究结果表明,大坝满足动力深层抗滑稳定设计要求,本文所采用的理论方法能够考虑地震作用的往复性和随机性,评价结果更为科学合理,为重力坝动力抗滑稳定的定量判别进行了有益探索。     

明渠流动条件下单圆墩阻水效应实验研究

该文利用明渠水流的水工模型实验手段探究单圆墩阻水效应空间分布规律及其阻水系数取值新方法。利用高精度超声水位测量系统,采集了墩柱附近特定影响区域内水位过程线,通过分析墩柱周围壅高幅值,验证了阻水效应特性与流态因子之间的新关系。定量分析了墩柱阻水效应的空间影响范围及水位变化的空间分布特征,推求墩柱阻水系数计算的新公式。研究结果可为大尺度河流水动力模拟中桥梁墩柱的概化提供一定参考依据。     

带裙房建筑结构表面风压的数值模拟分析

针对目前《建筑结构荷载规范》无法给出体形复杂结构表面风压分布的缺点,基于计算流体力学与大气边界层理论,利用CFD数值模技术对带裙房的建筑结构表面风压分布进行了分析。研究结果表明,数值模拟得到的建筑结构迎风面体形系数与规范数据吻合较好;只有建筑物的迎风面处于正压区域,其余面均处于负压区。相关成果可为建筑物抗风设计提供可靠依据。     

考虑桩顶水平反力的水平受荷单桩弹塑性解析解

基于线性地基反力法和土体的弹塑性本构关系,对桩顶水平反力系数不为零时的水平受荷桩进行了研究,给出了桩顶土屈服临界荷载（水平力、弯矩）的耦合关系式。研究结果表明,当荷载大于临界荷载时,桩顶土发生塑性屈服,其塑性屈服深度随荷载的增加而增加,但其塑性区扩展速率随桩顶荷载的增加而逐渐减小。给出了弹性区与塑性区桩内力耦合的矩阵方程及其迭代求解格式;利用曲面拟合软件给出了塑性区换算深的计算公式。通过工程算例验证,证明该方法可靠快捷,便于手算,值得推广。      

Ski jump trajectory with consideration of air resistance

In the case of the ski-jump type energy dissipation,the jet trajectory will be greatly affected by the air entrainment and the air resistance.It is necessary to consider those factors when estimating the trajectory of the jet flow.In this work,the effect of the air resistance on the jet trajectory is theoretically and experimentally investigated.A comprehensive resistance coefficient is proposed.To determine this coefficient,experiments of five models are conducted with the circular-shaped flip bucket placed at the point of the takeoff of ski jumps.It is shown that,this coefficient of the lower jet trajectory is only related to the approach flow Froude number,while that of the upper jet trajectory is dominated by both this Froude number and the deflection angle.Furthermore,the present methodology is validated by experimental data in this work and the maximum errors are not larger than 3.2%and 8.6%for the lower and upper jet trajectories,respectively.