探地雷达及红外热成像在渠道混凝土衬砌脱空检测中的应用

为减少渠道渗漏损失,提高输水配水能力,增加渠坡的稳定性,赵口二期工程渠道采用现浇混凝土衬砌。为了解衬砌与渠坡土体之间的结合程度,首先采用探地雷达方法对总干及主要干渠、分干渠和支渠的渠道的混凝土衬砌进行抽样探测,结果依据脱空程度不同主要包括胶结紧密、接触不密实、轻微脱空等3种情况;在此基础上,对轻微脱空的重点部位采用探地雷达和红外热成像相结合的方法进行综合探测,对同一混凝土衬砌上的不同脱空严重程度进行划分,可极大地提高工程养护及补强等工作的针对性,保证工程安全、高效的运行。

基于BP神经网络的高密度电法在水库清淤扩容坝后排泥区围堰探测中的应用

高密度电法具有采集数据量大、效率高、反演信息丰富等特点,在水库大坝病险隐患探测领域得到广泛应用。目前,使用基于最小二乘法的反演容易受地电数据局部极值影响,使得探测到的病害位置和规模不准确。对此,通过建立不同参数值、形态大小及位置分布的异常体正演模型,将模型数据作为训练样本,以此构建基于BP神经网络的高密度电法反演模型;将训练完成的反演模型应用于水库清淤扩容坝后排泥区围堰的高密度电法探测结果分析中。结果表明,所提方法能够减小局部电流极值引起的屏蔽作用,缩小隐患排查范围,提高了高密度电法受高阻屏蔽影响下分辨隐患的准确性和反演精度,可对物探资料作出更为精确的解释。

基于因子分析方法解析降雨分量的渗流统计模型及应用

基于原型监测资料的渗流统计模型可用于分析枢纽区的渗流动态,而其中因子的选择影响模型的有效性。针对抽水蓄能电站环境变量监测频率的不一致性,对输水系统所在山体的地下水水位进行因子分析并对提取出的公共因子进行识别,而后将其中的降雨因子应用于基于滞后效应的渗流统计模型中。计算结果表明,与不考虑降雨因子相比较,所建模型可以有效地提高模型精度。因而,该模型适用于环境变量监测频率不一致或缺少相关资料的情形。

李家峡水电站坝址环境水化学特征与演变

坝址环境水质及其时空变化隐含了丰富的信息,可以揭示水、岩、帷幕间的相互作用情况以及渗流条件的改变。以李家峡水电站为例,对坝址不同部位渗流水进行采样检测的基础上,综合运用水化学图示、统计分析等方法,研究了坝址环境水质空间分布特征,并与之前的检测结果对比分析水质变化趋势。研究显示,廊道内渗水总体上呈现出"高矿化"的特征,且坝基部位较两岸坝肩尤甚,表明两岸部位帷幕前后水力联系相对活跃;从时间演变看,左岸及坝基廊道部位的水质与此前检测分布较为一致,表明对应部位防渗性能变化稳定;右岸水样两次检测情况变化较大,表明右岸廊道部分部位渗流条件变化较大。

首钢京唐2号高炉护炉措施

对首钢京唐2号高炉护炉措施进行了总结,通过分析现场数据,评价护炉措施取得的效果。认为加钛矿配合较高冷却强度,护炉效果最好;控制冶炼强度立竿见影,但不建议采用;而单纯的提水量、降水温、局部强制冷却和替换大斜度风口等从数据看并无明显效果。

基于表面反应和扩散迁移控制的灰岩单裂隙渗流—溶解模型及其数值模拟

针对碳酸盐类可溶岩地区水电站坝址流场、化学场及固相介质属性等随时间发生改变对工程安全运行造成不利影响等问题,研究了灰岩地区地下水运移过程中各物理场间的相互作用,分析了影响灰岩溶解速率的2个因素,即表面反应控制和扩散迁移控制。在此基础上,建立了单裂隙中的渗流—溶解耦合模型,并进行数值求解。模拟结果表明:在垂直裂隙延伸方向,其溶蚀锋面不为齐整平面,而是呈似"虫洞"状非均一变化,而沿裂隙延伸方向即自上游侧向下游方向溶蚀程度逐渐减轻;通过裂隙的流量呈现随时间逐渐增大的趋势,但变幅不大;根据流量求得的等效水力隙宽,其增幅和增长速率均小于实际平均隙宽;同时,化学场中Ca2+浓度的分布与裂隙开度变化具有相似性,不同时刻上游侧反应速率R均大于下游侧;就反应机制而言,初期均受表面反应控制,随反应进行,位于上游的补给区部位转为受扩散迁移控制,但在下游位置仍受表面反应控制。

基于电导率实测方法的开放体系中灰岩溶解动力学试验研究

在碳酸盐岩地区,水电站的兴建会改变库坝区地下水流场,由此引起溶蚀及渗漏问题。为研究灰岩在实际条件下的平均反应速率,在常温常压条件下、相对开放的体系中进行了5组灰岩试样的室内溶解试验,对溶液的电导率、pH值和温度等进行定时检测。根据化学动力学的基本理论,建立了两组不同模型以反映溶解速率与电导率之间的函数关系,依据实测的三组溶液电导率值,求得平均反应速率参数,并将其代入另两组试验进行验证,结果较为一致。由此表明,基于电导率所建的模型可以有效地反映灰岩在实际条件下的溶解过程,可为建立灰岩介质中的反应—运移模型提供化学动力学参数。

首钢1号高炉提高煤比操作实践

首钢1号高炉在风温1140℃、富氧率0．6％的条件下,将煤比由124．6kg／t提高到149．1 kg／t。煤比提高过程中高炉产生了一系列变化:边缘煤气流发展,中心煤气流不足;高炉操作惯性大,热滞后时间长;风口理论燃烧温度降低;煤气利用率下降;灰比升高。通过分析,找到了提高煤比的限制因素:原料、富氧率、风温和煤种。如果能充分挖掘潜力,1号高炉煤比可以达到170kg／t。

去耦合方法求解非均质地区地下水中多组分反应-运移模型

近些年来地下水中多组分反应-运移模型在地球科学及环境领域开始得到应用,但其求解较为复杂,为了提高计算效率,可以采用去耦合化方法处理,从而使模型求解得到简化。针对自然界中广泛存在的非均质地质体,提出该类条件下的去耦合化方法,即根据水-岩间、水溶组分间反应的不同,将整个研究区划分为若干子区域,获得对应的去耦合化矩阵。对化学场中各子区域间相邻边界进行设定,达到简化模型求解的目的。最后,以一维非均质介质中基于热力学平衡的反应-运移问题作为算例,基于以上方法进行求解,并与该算例经PHAST软件所示的结果较为一致。结果表明,基于去耦合化方法获得的各离子浓度随时间演变和沿空间分布特征与PHAST所示的结果较为一致,显示该方法在非均质区域模拟溶质运移等方面具有较好的适用性。

渗漏溶蚀混凝土坝力学性能的空间变异性研究综述

概述了国内外混凝土坝渗漏溶蚀的现状;从材料学的角度,基于已有试验和理论研究成果,综述了水工混凝土的溶蚀及力学性能衰变特性;从工程结构学的角度,总结了渗漏溶蚀影响下的坝体混凝土力学性能的空间变异规律;归纳了渗漏溶蚀混凝土坝物理力学参数的空间变异性,论述了可描述坝体力学性能空间变异性的随机场模型,及可评价坝体动力性态的随机有限元动力分析方法的研究进展;指出水工混凝土结构渗漏溶蚀机理、渗漏溶蚀混凝土坝力学性能的空间随机场模型、渗漏溶蚀对混凝土坝动力性态的影响评价方法等方面亟待深入研究。

压实黏土干缩裂缝扩展规律试验研究

为探究影响压实黏土干缩裂缝扩展的影响因素,制备不同干密度与初始含水率的压实土样开展试验分析。通过模拟干旱环境,使压实土样逐渐产生干缩裂缝,采用数字图像处理技术对形成的裂缝进行定量统计与分析,并通过裂缝参数变化密度函数分析裂缝发育速度的影响因素。结果表明:初始含水率限制裂缝出现速度,裂缝条数、最大裂缝宽度随着干密度的增大而减小,裂缝宽度的增长速度随含水率的增大而增大;土体干密度对裂缝发育速度影响不明显;初始含水率相同时,分形维数随干密度的增大而减小。

多传感器估值融合理论在滑坡动态变形监测中的应用研究

在滑坡动态变形监测中一般会在滑坡体上布置多个传感器,以进行综合观测。目前的监测模型仅依靠某个关键点的数据进行评判分析,容易造成原始数据信息的流失,且以往的研究多集中于监测数据的整合,并未考虑传感器自身的因素,引起融合结果的不精确。为了克服以上不足,引入多传感器估值融合理论,选用误差均方差为评价指标,证明多源数据融合方法优于任意单一数据评价方法后,采用较高级的决策级融合方法,将其应用于西南某滑坡动态变形的监测分析,融合后的数据较为理想,消除了融合前数据的矛盾性和不准确性,获得了被测对象的一致性描述和解释。经分析知:该滑坡的整体位移随时间的增大而增大,且年均下滑速度也呈现上涨趋势,具有阶段性变化的特点。自监测之日起至今,由位移信息反映出该滑坡形变经历了以下4个不同的时期:2006年7月至2007年9月的缓慢变形期;2007年9月至2008年9月的匀速变形期;2008年9月至2009年8月的加速变形期;2009年8月至2010年2月的急剧变形期,这符合滑坡的工程特性依时性变化规律。另外,2个不同时期的"交接"位置,大多发生在8月与9月间,这最主要是因为该时期当地的降雨量比较大,由此反映出降雨入渗是引起该滑坡发生位移变形的主要因素,亦符合滑坡的一般自然规律。同时证明了该方法在滑坡动态变形监测与分析中具有有效性和可行性。

水电站坝址渗流微观动态研究综述

从水电站坝址地下水水质与渗水析出物的形成、演变及其影响因素,以及水-岩相互作用地球化学模拟等方面对运行工况下水电站坝址渗流微观动态的研究进展进行综述,并对其中存在的问题进行探讨。指出需要进一步研究的方向包括:水质异常变化所具有的化学损伤效应;渗水析出物中微量元素的地球化学特性及其指示意义;考虑细观结构改变的液-固相间多组分反应-运移多尺度模型及其应用;水-岩(还包括工程材料)间相互作用地球化学模拟不确定性及其方法论。

首钢京唐高炉降低生铁成本实践

对首钢京唐高炉降低生铁成本实践进行了总结。通过采取强化原燃料管理,优化炉料结构,调整喷吹煤配比,加强成本管理,优化生产工艺,维护炉况顺稳等措施,达到了改善高炉技术经济指标,降低生铁成本的目的。2012年上半年较2011年同期生铁成本降低了588.94元/t。

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。

首钢京唐2号高炉提高煤比的措施

首钢京唐2号高炉通过采取强化原燃料管理、优化炉料结构、合理搭配喷吹煤、完善喷煤控制程序、控制合适的煤气流、保持合理稳定的操作炉型、活跃炉缸、稳定理论燃烧温度等措施,煤比大幅提高,2012年1月煤比达到了177.68kg/t。

宿鸭湖水库沉积物重金属含量分析与评价

为了解宿鸭湖水库库底沉积物中重金属污染水平,对沉积物中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Hg等8种重金属含量进行了研究,并采用地积累指数法、污染负荷指数法、沉积物质量基准法及潜在生态风险指数法进行了综合评价,结果表明:重金属在沉积物上部含量较高,且Cd、Hg在空间分布上差异较大;根据相关性分析,Ni、Cr、As、Pb、Zn之间以及Cd、Hg之间关系密切;Cd的地积累指数值较高,属于无污染到中污染;根据污染负荷指数法污染分级标准,所有采样点中有4个采样点为无污染,16个采样点为中等污染;根据沉积物质量基准法,Ni和As可能对水体产生不利影响;根据潜在生态风险指数法,宿鸭湖水库库底沉积物重金属整体处于轻微风险至中等风险,且主要受Hg和Cd的影响。

宿鸭湖水库淤积现状调查与影响评价

首先,通过对宿鸭湖水库库底地形和淤积厚度的测量,了解水库淤积现状,获得不同部位以及不同高程下的淤积量分布情况。然后在以上调查结果的基础上,结合泥沙淤积对水库影响的评价指标体系,采用层次分析法建立了适合宿鸭湖水库的评估模型,求解淤积对水库的影响程度。结果表明,通过淤积现状调查和淤积影响评价,可以了解和掌握宿鸭湖水库淤积总体分布情况,并判定其达到"中等"影响程度。

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。

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。