基于二维有限元模拟的九寨沟某滑坡降雨稳定性研究

以九寨沟某滑坡为研究对象,采用有限元分析法对滑坡位移场和稳定性进行了模拟研究。结果表明:(1)降雨对滑坡稳定性有显著影响,坡体最大位移发生在滑坡下部,由坡表到坡体深部,位移量逐渐减小;(2)在降雨发生时,雨水入渗会迅速降低滑坡的稳定性系数,随着降雨时间的延长呈缓慢下降的趋势;(3)在降雨强度100 mm/d工况下,滑坡稳定性系数由1.400降至1.050,滑坡处于欠稳定状态。

民勤绿洲膜下滴灌色素辣椒耗水特性及节水种植研究

色素辣椒在民勤绿洲种植面积较大,随着水资源的日益短缺,常规种植已经不能满足农业高质量发展要求。为了掌握色素辣椒膜下滴灌技术的耗水特性,提高水分利用率,研究提出了滴灌节水技术的新模式。通过对不同滴灌灌水定额与常规灌溉处理的试验对比,测定了不同处理下土壤水分动态、产量效应、水分利用效率和耗水规律,进一步比较了滴灌处理与常规灌溉的优越性,分析研究了不同处理对水分、产量、灌溉效率、耗水特性和经济效益的影响程度。结果表明:①膜下滴灌保墒效果良好,土壤水分变化平稳;②在适宜的滴灌定额条件下,色素辣椒单株果鲜产量和干产量均较高,在生育期总灌溉定额和耗水量较低,水分生产力在6.0元/m3以上;③适宜的滴灌处理(T3和T4),在降低棵间无效蒸发损失、减少生育期耗水、改善土壤水热状况,以及提高作物产量和经济效益方面效果显著,适于推广应用。

钢筋混凝土压弯构件设计方法研究

为了研究工程建设中钢筋混凝土梁或柱的材料利用率,在考虑满足受力性能的前提下,从压弯构件设计的角度对梁或柱安全储备量的合理性进行分析研究。通过工程实例来说明压弯构件设计存在的缺陷,以及设计方案对钢筋混凝土梁或柱受轴向压力和弯矩作用下的安全储备存在不成比例的问题。在偏心受压构件的轴力(Nu)-弯矩(Mu)包络图中,解释了压弯构件设计存在不合理的原因,提出了更为合理的压弯构件设计方案,同时利用实际算例进行了验证。结果表明:(1)传统的偏心受压构件设计方案在垂直于弯矩作用的平面内有很大的安全储备量,但是在弯矩作用的平面内安全储备量较低;(2)在不改变截面特性的前提下,应该适当提高使用传统设计方法计算得到的配筋率;(3)设计方案改进后,偏心受压构件在弯矩作用的平面内截面承载能力提升率较大,钢筋混凝土梁或柱的受力性能更加合理。

基于Mann-Kendall检验法的根河径流量趋势变化分析

基于额尔古纳河流域主要支流根河附近水文站及气象站的相关实测资料,采用线性趋势分析法和累积距平法对该流域径流量的年际变化特征进行了分析,并采用曼-肯德尔(Mann-Kendall)检验法对流域径流量序列进行了突变检验。结果表明:1960—2018年,根河的年径流总体呈现上升趋势,上下游具有一致性;在1973年及2010年左右,根河的径流量发生了突变。分析结果可为根河市未来水资源合理利用、多年冻土区水资源调节和洪涝灾害防治等工作提供参考。

硫酸钙改性高吸水树脂对超高性能混凝土性能的影响机理

在高吸水树脂SAP(Super Absorbent Polymer,SAP)合成过程中,使用硫酸钙进行改性,研究了改性对SAP吸水性能和改性SAP对超高性能混凝土UHPC(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)的影响机理。结果表明:①在制备SAP聚合过程中,使用硫酸钙进行改性,导致SAP在自来水及饱和CH溶液中的吸水率有所下降;②通过扫描电镜分析,改性SAP在硬化水泥内部释水塌缩形成的孔洞边缘,与SAP塌缩后薄膜边缘处形成大量的钙矾石;③由于改性SAP吸水率下降,钙矾石的形成过程消耗了SAP携带的部分内养护水,导致改性SAP对UHPC内养护效果下降,钙矾石的形成有助于提高UHPC的抗折强度和抗压强度,同时有助于提升抗裂应力,延缓开裂时间。

不同界面条件下礁灰岩-混凝土界面剪切特性试验研究

为了探索珊瑚礁地层灌注桩桩基承载力特性,采用大型直剪仪对水泥胶结和无胶结无泥皮以及在不同膨润土泥皮条件下的礁灰岩-混凝土接触面进行了直剪试验,以便探究不同界面条件下,灌注桩-礁灰岩接触面的抗剪强度变化规律。试验结果表明:(1)在无胶结无泥皮条件时,接触面剪应力-剪切位移曲线表现为应变硬化型;在水泥胶结条件时,曲线为峰值型,以脆性变化为主;在膨润土泥皮条件时,曲线为应变软化型。(2)水泥浆胶结时,界面抗剪强度高于无胶结无泥皮界面时的抗剪强度,膨润土泥皮界面抗剪强度最低,比无胶结无泥皮条件时降低了60%。(3)在膨润土泥皮条件下进行剪切试验时,随着泥皮含水率和泥皮厚度的增加,界面抗剪强度是减小的,软化程度是增强的,黏聚力和内摩擦力均是减小的。

药王谷隧道降雨诱发涌突水灾害成因机理分析

九(九寨沟)绵(绵阳)高速公路药王谷隧道于2022年4月、7月和8月,在强降雨后隧道内多次发生瞬时性涌突水灾害,淹没了大部分施工掌子面,严重影响隧道的施工,危及隧道结构安全。采用水文地质调查法和水化学分析法对涌突水水源进行判断,分析研究了涌突水成因机理。结果表明:(1)降雨是涌突水的主要补给来源,隧道内涌突水与降雨具有线性响应关系,同时具有明显的滞后性;(2)药王谷隧道施工揭露的岩溶水系统是典型的溶隙-溶管集排式,水化学关系表明,隧道内的涌突水与地表水之间的水力联系密切;(3)受隧道施工的影响,导致原有溶洞的径流通道发生改变,使得溶隙或暗河管道贯通性增强,以及岩溶地下水系统与地表水的水力联系更加紧密,发生季节性涌突水灾害的风险大大提高;(4)结合现场监测资料及试验资料,对降雨入渗系数进行了反演计算,预测了药王谷隧道的最大涌水量,为制定隧道防排水设计方案提供参考。

铅化合物对水泥基材料放热温升与力学性能的影响

通过半绝热水化放热温升和力学性能测试,研究了不同铅化合物对水泥基材料水化硬化性能与孔结构的影响。结果表明,掺入铅化合物均导致新拌水泥基材料水化放热温升下降,其中掺入硝酸铅和硫酸铅对减小水泥水化放热温升的幅度最大,其峰值温度可以从空白水泥净浆的峰值温度63℃分别下降至36℃和30℃。掺量较小时,对强度影响不大,但掺量较大时,两者对抗折强度和抗压强度影响均较大。掺入氢氧化铅时,在较大掺量范围内不仅可以有效减小水泥水化放热温升(峰值温度可下降至36℃),有助于提高硬化水泥基材料的抗压强度,而且对抗折强度的影响较小,因而可以将其应用于无流水接触的大体积混凝土中,以控制水化放热温升,且对强度几乎无不利影响。

纳米SiO_(2)对轻质混凝土力学性能的影响研究

为了探究纳米材料对轻质混凝土力学性能的影响,将不同掺量的纳米SiO_(2)等质量替代硅酸盐水泥,掺入到轻质混凝土中,制备成混凝土试块,对养护7 d和28 d的试块进行抗压强度和劈裂抗拉强度试验,得到了不同掺量纳米改性后轻质混凝土强度的变化过程,进一步分析了纳米SiO_(2)对轻质混凝土力学性能的影响情况。结果表明:(1)掺入适量的纳米SiO_(2),能够提高轻质混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度;(2)当纳米SiO_(2)掺量为1.00%时,效果最好;(3)纳米SiO_(2)对轻质混凝土后期力学性能的增益效果优于早期。

降雨条件下某浅层滑坡稳定性分析

选取阿坝州红原县某浅层滑坡为研究对象,通过现场地质调查和室内试验相结合的方法,基于非饱和土渗流理论,分析了在持续降雨条件下,浅层滑坡稳定性系数变化过程和滑坡变形机理。采用GeoStudio数值模拟软件分析了持续降雨与滑坡稳定性系数之间的关系。结果表明:①持续强降雨是滑坡形成的主要诱因;②强降雨持续24 h后,滑坡稳定性系数由1.048下降至0.966,稳定性系数降低了7.8%,滑坡处于不稳定性状态;③强降雨持续48 h后,滑坡稳定性系数由0.966下降至0.935,稳定性系数降低了3.2%,滑坡变形加剧;④强降雨持续72 h后,滑坡稳定性系数由0.935下降至0.922,稳定性系数降低了1.4%;⑤强降雨持续96 h后,滑坡稳定性系数由0.922下降至0.916,稳定性系数降低了0.7%。稳定性系数随着降雨时间的增加趋于平缓,说明滑坡已经发生了失稳破坏。

基于一维、二维数值模拟的码头工程洪水影响研究

依托广州市某码头工程,采用大范围的一维河网数学模型与局部河道二维潮流数学模型相结合的方法,进行了洪水影响模拟和分析。结果表明,码头工程建设引起的水流流向及流速变化仅局限在工程位置附近,基本不会对工程所在河段的河势造成影响,对前航道的行洪能力影响也较小。

不同碎石含量混合红黏土静力特性研究

针对贵州混合红黏土路基在静荷载下的强度及变形问题,采用英国GDS静三轴试验系统对不同碎石含量混合红黏土开展了静力特性试验,研究了不同围压、含水率和碎石含量(质量分数,下同)对红黏土应力、应变的影响规律,分析了碎石含量对混合红黏土抗剪强度的影响。结果表明:(1)当碎石含量固定且低于30%时,围压越小,试样在三轴试验剪切过程中越易呈现应变软化特征。当混合红黏土试样处于最优含水率时,随着围压和碎石含量的增大,主应力差值变大,试样在整个三轴试验过程中呈现应变硬化特征。当围压和含水率固定时,随着碎石含量的增大,抗剪强度先增大后减小。(2)当碎石含量超过30%时,黏聚力c会逐渐降低,抗剪强度减小。围压和含水率对试样的抗剪强度都有一定的影响。围压越大,试样的抗剪强度越大;而含水率越大,抗剪强度则先增大后减小。试样在最优含水率附近抗剪强度最大。

无人机航测技术在水库加高施工信息化管理中的应用

大型水利基础设施建设往往工程量巨大,现场地形环境复杂,导致工程施工管理工作效率低,施工成本高,安全性降低。近年来,无人机航测技术在大型水利工程建设过程中得到了广泛应用,取得了良好的施工管理效果。利用无人机航测技术,对竹寿水库加高扩建工程施工过程进行动态控制,同时对施工安全管理进行分析研究,为水利水电工程施工建设管理过程控制,提供了新的思路和方法。

水泥与环氧树脂改性生土材料试验研究

为了改善生土材料存在强度低和耐久性差的缺陷,利用水泥和环氧树脂对生土材料进行改性,通过抗压强度和抗剪强度试验,研究了试块的破坏特征、强度变化及改性机理。结果表明:①掺入水泥能够显著提高生土试块的强度,与纯生土试块相比较,水泥掺量为11.00%时,试块的抗压强度、抗剪强度和断裂能分别提高了105.93%、115.77%和82.35%;②掺入环氧树脂能够有效提高生土试块的强度,与纯生土试块相比较,环氧树脂掺量为7.00%时,试块的抗压强度、抗剪强度和断裂能分别提高了55.93%、51.05%和50.49%。③综合考虑试块强度的提高和经济效益,确定水泥和环氧树脂的最佳掺量为5.00%和7.00%。

基于InSAR技术的九寨沟震区典型滑坡隐患早期识别与形变分析

九寨沟震区坡高谷深,植被茂盛,地质灾害隐蔽性强,采用传统的调查手段进行精准识别有很大的难度。基于8景ALOS-2降轨数据以及100景Sentinel-1升轨数据,利用合成孔径雷达干涉测量(Synthetic Aperture Radar Interferometry,InSAR)技术对九寨沟震区典型滑坡隐患开展了早期识别与形变分析。研究区内共识别出12处滑坡隐患,其中4处属于高位滑坡隐患,滑坡隐患位置在震后长期处于持续线性形变中,威胁着当地人民的生命财产安全。野外调查和遥感观测验证了基于InSAR技术的滑坡隐患形变分析的准确性,隐患形变分析结果为后期精细化监测预警奠定了基础。

基于强度折减法的高填方路基边坡稳定性分析

基于有限元强度折减法,考察了某高填方路基不同填筑高度(10.94 m、26.80 m和42.87 m)条件下的位移及边坡稳定性,重点分析了工程比较关心的老填土区对填方路基稳定性的影响。通过计算分析得出,随着填筑高度的不断增加,填方路基水平位移和竖向位移基本呈现线性增加,且水平位移最大值出现在老填土区域,而竖向位移最大值出现在靠近老填土区域;不同填筑高度时路基边坡的安全系数分别为2.500、2.501和1.894,均大于规范规定的1.350,项目整体稳定状态良好,且有一定的安全储备。计算分析结果为工程设计提供了依据,并指导了项目的实际施工,取得了良好的效果。

基于AHP-熵值法模糊评价模型在滑坡灾害风险性评价中的应用

以斜坡为评价单元,综合考虑地质环境和人类工程活动等多方面因素的影响,选取了坡度、坡向、高差、坡形、覆盖层厚度、岩土结构、斜坡结构、构造距离和边坡高度9项因子,作为滑坡灾害风险性评价的主要因子,完成了滑坡灾害风险性评价模型的建立。以温州市永嘉县壬田大街369号滑坡为研究对象,通过AHP-熵值法组合赋权计算各因子的权重,同时采用模糊综合评价方法,计算出滑坡现状处于中危等级。评价结果与实际情况基本吻合,进一步验证了所建评价模型的合理性。

循环荷载作用下中等风化砂岩的能量演化规律研究

在岩土工程中岩石和主体建筑经常会受到各种复杂应力的作用,尤其是受到循环荷载的情况较为普遍。为保证工程安全和完善复杂应力下的岩石力学特性研究,选取广东某地中等风化砂岩为研究对象进行了力学试验。采用声波检测仪和MTS-815型岩石刚性试验机,分别进行了三轴压缩试验、三轴循环荷载试验和波速试验。通过循环荷载试验分析了砂岩在剪缩区和剪胀区的力学特性,并由应力-应变曲线分析得到了砂岩在不同轴向振动荷载下的能量演化规律。

某长距离双管输水工程水力过渡过程分析

为研究长距离双管重力流输水工程过渡过程的安全性,以某长距离双管输水工程为对象,利用特征线法分析了正常运行工况下开阀过渡过程、4种事故工况下关阀过渡过程产生的水锤效应及相应的水锤防护措施。结果表明:延长重力流管道工作阀的关阀时间或者在驼峰点增设空气阀对缓解水锤振荡有一定作用;平行布置的两根管道的内水压力在过渡过程中产生的水锤压力基本一致;在薄弱点增设空气罐能有效控制振荡幅度及次数。

黄河上游测区洪水特性研究——以黄河兰州水文站为例

为了掌握兰州水文站洪水特性及变化规律,利用兰州水文站历史洪水、近期洪水和梯级水库下泄流量资料,经过计算和统计分析,得出在梯级水库调蓄后,黄河兰州水文站出现了洪峰流量降低、洪水历时延长和洪水峰型为“矮胖”形等特点。刘家峡水库在遭遇百年一遇洪水时,将会大大增加水库下泄量与区间内洪峰相遇的机率,使刘家峡-兰州区间内的汇流速度加快,遇见期缩短,增大了黄河干流下游地区的防洪风险。研究结果可以为黄河上游地区的洪水预测、防治及风险评估提供理论依据,对病险水闸及穿堤建筑物的改造设计,以及非工程防洪措施的制定,具有一定的参考价值。