砂岩质文物内部毛细水运移过程微电极响应特征

盐结晶病害是砂岩质文物中最为常见的病害之一,可溶盐溶液在砂岩内部的毛细运移直接影响着文物保存的完整性。为了进一步了解不同因素影响下砂岩质文物内部中毛细水运移特征,以大足石刻砂岩材料为研究对象,自主设计了毛细吸水试验及微电极电阻率测试装置,定量分析孔隙结构、孔隙溶液、干湿循环及相对湿度对毛细运移和电阻率分布特征的影响。结果表明,松散的孔隙结构及较低的相对湿度对毛细运移有促进作用。毛细运移受可溶盐溶液表面张力影响明显,吸水量和运移速率随表面张力增加呈递增趋势。干湿循环作用导致内部孔隙扩张使毛细迁移速率加快,同时呈现出试样饱和度和砂岩电阻率的负相关性。可溶盐的存在极大降低了砂岩的电阻率,通过电阻率的时空分布特征,识别湿润锋的视电阻率范围与试样表层盐结晶劣化区域大致重合,整体趋势沿深度方向呈凹曲面变化。研究结果揭示了砂岩质文物内部毛细水运移规律,可为合理追踪盐害范围提供理论支撑。

改进Rowe剪胀方程和南水模型在面板堆石坝中的应用

基于面板堆石坝筑坝材料大型三轴试验数据,研究了南水模型和Rowe剪胀方程的参数求取方法与应用范围,发现南水模型对于堆石料拟合效果欠佳。采用改进的Rowe剪胀方程替换南水模型中切线体积比的表述公式,克服了南水模型在拟合体积应变曲线时的一些缺陷。通过编制改进后南水模型的非线性有限元程序,将其应用于工程实例中以验证改进模型。结果表明:改进后的南水模型可以较好地模拟堆石材料剪胀剪缩性,堆石料沉降量较原模型更接近实测值,适用于面板堆石坝的应力变形分析。

红树林防护溃坝态海啸波冲击集装箱消能试验研究

近年来海啸灾害频繁发生,对海工建筑物造成巨大损失。在以往的海啸事件中,红树林对海啸具有一定的消减作用。基于溃坝原理生成海啸波,进而研究红树林对海啸波消减作用及红树林防护下的海啸冲击集装箱的变迁表征。对闸门处溃坝研究结果表明,溃坝过程包含突然下降、相对稳定、缓慢下降三个阶段,且蓄能水位越高溃坝发生得越剧烈。海啸波冲击搬运集装箱可分为初始冲击、加速、匀速三个阶段,其动力成因包含了冲击力和浮力。红树林消减海啸波的流态表明尾涡重叠产生的紊动水流是消能的主因,合理密植、对称排布、交错排布有利于海啸波能的消减。此外,三角形交错红树林排布、海啸波强度减小、集装箱重度增加、以及海岸坡度增加均有利于减小集装箱的变迁距离。基于试验数据提出了红树林消波系数计算公式,本试验中红树林消波系数范围为0.02至0.42。

直立折叶板开孔式沉箱之消波特性初期研究

提出一种新型导流式消能结构物的观念,在长方形开孔的内侧加装折叶板,并保留下侧泄水孔。借由波浪及水流运动与折叶板开阖的互动关系,于波峰作用时,推开折叶板让水流进入结构物体内,而在波谷作用时,向外排出的水体力与折叶板重量让折叶板闭合,阻止水流由原路径排出,而改道由下方排水。以水工模型反射率实验方式证明此种新型结构物的消波效果:在设定模型缩尺1/36下,造波周期0.8~3.0s间的反射率均在0.6以下,其中1.0~2.8s都在0.4以下,而1.3~2.5s则都在0.2以下。所以本新型结构物有益于削减港内长周期的波动现象。

内建斜板直立开孔式消能结构物的消波特性研究

提出一种利用改变直立式多孔隙结构物内部的排水功能来强化消波能力的新型消能结构物。通过在结构物开孔处加装上斜板或下斜板引导波浪入射的水体运动,使其在上斜板发生类似越波的行为;或者利用下斜板将波浪的水粒子运动向下导引,影响其波动的结构,进而影响其反射波能的大小。为了进行比对,设计了一种短狭缝型消能结构物。经由水工模型试验发现,改变波浪侵入多孔隙结构物体内的水体物理运动,有助于减少反射波的产生。相关的试验有助于对新型结构物的进一步改良,并可作为港池内利用消能式码头结构物消减港内波动的一种新思路。

新型生态挡墙抗冲稳定试验

指出了在生态环保、节能降耗日渐成为趋势的新时期,各类新型生态挡土墙都得到了不同程度的应用。探究了不同填土性质、不同水流速度下新型生态挡墙的抗冲稳定性,分析了生态挡墙的水毁机理,探讨了新型生态挡墙的生态特点及适用范围,以期为合理设计该类生态挡土墙提供科学的参考依据。