混凝土梁四点弯曲试验的并发多尺度区域分解法模拟

损伤在准脆性混凝土材料的非线性力学特性中占有重要地位。但有限单元法计算采用局部损伤模型时存在网格敏感性和零能耗问题。同时,传统单一网格有限元模型难以对构件的线弹性区域和非线性区域进行区别处理,无法将有限的计算资源集中在重点关注区域。通过局部子区域预设高精度有限元网格和引入尺度间线性多点约束法,实现并发多尺度方法和整体有限元撕裂对接法的结合,采用隐式梯度损伤模型描述混凝土材料的非线性本构关系,运用双重组装并行直接求解法进行模型的大型线性方程组求解,完成了混凝土损伤失效分析的并发多尺度区域分解模型构建。将该模型用于混凝土单边切口梁的四点弯曲试验模拟,并对可能损伤的纯弯拉区域分别采用了3种不同尺寸的有限元网格计算。算例分析表明,模型合理可靠且不具网格敏感性,能够重现混凝土的损伤失效全过程,可为混凝土构件开展损伤失效全过程分析提供多尺度数值模拟技术支持。     

考虑滞后效应的抽水蓄能电站渗流统计模型

随着国内抽水蓄能电站的广泛建设,通过对渗流量等原型观测资料的分析,可以揭示可能来源于输水系统的"内水外渗"状况.与常规水电站不同,针对抽水蓄能电站特殊的运行工况,建立了以日为变化周期、小时为计算单位、同时考虑滞后效应的渗流统计模型,并采用遗传算法求解滞后因子.计算实例表明,该模型具有较好的拟合精度;区内不同测点渗流量主要受上库水位因子影响,但滞后因子存在显著差异.因而认为,该模型具有较强的工程实际意义.     

石漫滩水库坝基廊道析出物组成特征与成因分析

大坝廊道析出物是坝基水对基岩及混凝土等侵蚀作用的产物,其形成与演变可能对大坝运行安全产生不利影响。石漫滩水库除险加固前其廊道内广泛分布各类析出物,为探明其物质组成并分析来源,对析出物及其附近渗漏水进行了采样分析,对析出物分别采用X射线衍射和荧光光谱分析方法确定其矿物和化学组成,并通过水化学图示和模型计算等方法研究渗漏水的化学组成及演变。结果表明,分布最广泛的白色析出物主要化学组分为CaO和烧失量、矿物组分为方解石,其来自于坝体混凝土中水泥结石的溶解与再沉淀,而部分黑色析出物主要化学组分为MnO,来源于坝基水对基岩中锰质胶结物的化学侵蚀。分析结果结合扬压力等观测资料,可为除险加固工程中坝体及坝基对应补强提供科学依据。     

Determination of seepage velocity in streambed using temperature record of Russian River, USA

The vertical seepage velocity is an important parameter in the groundwater-surface water (GW-SW) exchange process. It is reported that the periodical fluctuated temperature record of the streambed can be used to determine the seepage velocity. Based on a 1-D flow and heat transport model with a sinusoidal temperature oscillation at the upstream boundary, a new analytical model is built. This analytical model can be used to determine the seepage velocity from the amplitude ratio of the deep and shallow test points. The process of calculation is discussed. The field data are superimposed by multi-periods, so the spectrum analysis and the data filtering are desirable. For the typical seepage medium, the analytical model is effective to compute the seepage velocity between ?2 m/d and 6 m/d by using the record of the daily period fluctuation. The temperature time-series analytical model is used to determine the upwards seepage under the condition that the spacing of test points is small (less than 0.2 m). Lastly, a case study for the Russian River shows that this model is very convenient to determine the temporal changes of the GW-SW exchange.     

日调节水库大坝基础扬压力的改进统计模型及其应用

混凝土重力坝基础扬压力的动态变化可对大坝的安全运行产生不利的影响。针对日调节水库大坝下游水位变幅大的特点,将传统的扬压力统计模型加以改进,使改进后的模型考虑了下游水位变化对扬压力变化的滞后效应。工程实例计算表明,改进后的模型更有效、拟合精度更高。     

大坝混凝土楔入劈拉试验的并发多尺度区域分解数值模拟

并发多尺度区域分解法应用于复合材料力学性能的多尺度数值试验研究,可在同一有限元模型中分别实现对损伤子区域的高精度细观网格剖分和对线弹性子区域的高效率宏观网格剖分。采用随机骨料模型模拟大坝混凝土细观结构,再结合并发多尺度区域分解法,建立了大坝混凝土的并发多尺度区域分解有限元模型;然后,将模型应用于全级配随机凹凸型骨料试件的楔入劈拉试验数值模拟。计算结果表明:(1)该模型能够重现大坝混凝土楔入劈拉试件的跨尺度破坏过程,计算所得的P_h-CMOD曲线以及宏观裂缝区扩展模式均与已有文献的物理试验结果相符;(2)模型的最终计算规模仅为全细观尺度有限元模型计算规模的43.18%。数值试验模拟结果与物理试验所得结果的一致性说明模型合理,此外,计算规模的减小使得模型的计算效率得到了显著提升。     

2种不同方法计算坝址环境水活度的比较分析

对坝址区地下水中离子活度的研究,在探讨水一岩一坝相互作用方面起着重要的作用,由其计算得到的饱和指数是判断坝基帷幕体防渗时效性的一个重要参数.分别应用Debye-Hückel方程和Pitzer模型2种方法计算坝址环境水的离子活度,并对结果进行了比较分析.结果表明,对于坝址区普遍存在的高pH值地下水,Debye-Hückel方程求解过程中可能会出现迭代异常而出现无解的情况,且对于CO32-离子,计算结果也存在较大偏差;相比之下,Pitzer模型则具有较好的普遍性和计算精度.因而认为,在计算大坝等水工建筑物地区地下水的离子活度时,Pitzez模型可得到更广泛的应用.     

白龙潭水库大坝混凝土面板裂缝调查及成因分析

混凝土面板裂缝可能影响大坝安全,掌握裂缝分布、类型及成因等对采用针对性的补强极为重要。文章以白龙潭水库为例,首先在对上游面板裂缝普查的基础上综合应用多种统计方法和统计图,分析不同坝段、高程的分布规律;然后选取裂缝较多的坝段对裂缝宽度和深度进行检测分析,为判断裂缝类型提供依据;最后结合施工及当地气温等资料,对裂缝成因进行综合判断。该工作为之后的针对性补强及养护工作提供科学依据,确保了大坝安全。     

基于GIS的大型灌区移动智慧管理系统研发

大型灌区具有空间范围广、节点建筑物类型多、特征数据分散等特点,所涉及信息种类繁多且数据量巨大,目前常规人工巡检及测量手段已不能满足灌区信息高效管理和利用的要求。为提高灌区管理信息化水平,基于GIS技术及大数据等现代信息技术,构建了基于GIS的大型灌区移动智慧管理系统框架,并依据灌区常设监测和管理项目,对其系统模块和功能进行划分。以河南省人民胜利渠为例,研发了灌区GIS移动智慧管理系统。利用该系统可及时准确地掌握灌区各遥测站及节点建筑物各项监测指标的变化情况,为灌区水资源高效利用和现代化管理提供科学依据。