基于强震记录的水口混凝土重力坝模态分析

文章根据水口水电站混凝土重力坝强震观测台阵在四次不同地震中的地震记录资料,采用ARX模型和频谱分析法对重力坝的动力特性进行研究。论文推导并验证了多输入单输出ARX模型的适用性与有效性,研制了相应的计算程序,并首次将该方法运用于重力坝的模态识别。识别的模态频率和阻尼比与传统的峰值点拾取法基本一致,也与有限元法计算结果接近,说明结构的自振频率和阻尼比主要是由结构本身特性所决定的,表明ARX模型识别的动力特性是正确的,且能避免峰值法求解过程平滑处理和傅里叶变换容易导致在频率较接近的地方出现频率遗漏的现象,可应用于其它结构的模态识别。识别的阻尼比均小于5%,表明几次地震过程对大坝的影响不大,坝体仍在线弹性范围内。

基于粘弹性人工边界的防洪堤动力有限元分析

以大型有限元软件ANSYS为平台,将地震荷载转化为等效节点荷载,通过对比4种不同人工边界条件对地震波的吸收效应,验证了采用粘弹性人工边界在有限元模型时域数值分析方法中的合理性,分析了不同频率下动荷载对结构动力反应的影响,并以福州市闽江防洪堤工程为例,对比分析了在传统的固定边界与粘弹性人工边界两种边界条件下防洪堤的地震响应。结果表明,粘弹性人工边界方法精度高、易于实现、实用性强。

FLOW-3D在流体力学教学改革中的应用及探讨

针对流体力学授课内容抽象和授课形式单一的特点,结合FLOW-3D软件在模拟流体力学现象中所具有的优势,文章提出将FLOW-3D软件应用于流体力学课堂教学中以帮助学生立体、直观地认识流体力学现象和掌握流体力学理论知识;通过拓展目前的教学形式,提高学生对流体力学课程的兴趣以及培养学生的动手能力和创新能力;同时加强教学与实际工程之间的有机结合。

结合工业界需求的“水工钢结构”课程教学改革思考

随着社会生产和科学技术的发展,高等工科教育在为工程行业培养技术人才方面,有了新的更高目标。“水工钢结构”课程是水利水电工程专业重要的专业课程之一,在培养学生系统的水利工程知识和综合分析问题、解决问题的能力方面发挥着重要作用,因此对“水工钢结构”课程进一步优化势在必行。文章从目前“水工钢结构”理论教学和实践环节中学生学习和训练效果不够理想的实际情况出发,探讨了几方面的优化建议,认为教与学的匹配度,学生的学习态度,实践环节的强化程度,完善的学习成效评价体系,是提高教学质量和实践训练效果的关键。

重力坝动力分析黏弹性人工边界及其地震动输入处理方法

基于黏弹性人工边界理论,探讨了无厚度Goodman单元模拟黏弹性人工边界可行性,推导了与之相适应的地震动输入方式在有限元中的实现过程,并通过经典的Lamb算例和重力坝—地基—库水系统的地震动力反应实例进行验证。结果表明:该单元代替弹簧—阻尼器的方法,使黏弹性人工边界的施加方式更为简单,易于实现,操作性强,同时又能够保证计算精度和计算效率。与传统的无质量地基模型相比,本文的黏—弹性人工边界方法能够很好地考虑地基辐射阻尼的作用,更符合实际工程情况,从而可为同类工程的抗震分析提供参考。

基于工程教育专业认证理念的线上线下混合式一流课程教学改革实践研究——以水力学为例

以水力学为例,基于认证理念及一流课程建设标准,通过分析学情及课程特点,确定课程教学模式和教学策略,进行教学方法的改革。通过两个教学周期的运行,针对2019级和2020级学生的学习成效、毕业要求及课程目标的达成情况,分析线上线下混合教学存在的问题,提出解决问题的措施,为同类课程提供指导意见。

土石坝工程地震保险费率厘定和保险模式研究

针对土石坝工程易在地震中产生严重破坏的现象,提出采用地震保险的方法转移土石坝工程在施工期和运营期可能出现的地震风险,首先分析地震保险的作用,然后阐述根据土石坝工程地震灾害危险度和土石坝工程地震易损度得出的土石坝工程地震风险初步厘定其地震保险费率的思路,最后建议我国土石坝工程地震保险可采用国家强制性地震保险与自愿性商业地震保险相结合的模式。

无压渗流渗出面确定的等效结点流量法

结合溢出点的特性及初流量法求解具有自由面渗流的优越性,以可能溢出点等效结点流量控制为外循环,非饱和区高斯点初流量为内循环,以渗出面只有流量流出,没有流量流入原则进行渗出面判定,编制了相应三维渗流分析程序并应用于某除险加固土石坝渗流分析中,结果表明:渗出面的确定方法可行,土石坝防渗加固效果明显,墙体不会产生渗透破坏.

泄洪闸有底坎折线型闸底板三维有限元研究

该文针对某渠首工程泄洪闸有底坎折线型闸底板的特殊形式,结合大型有限元软件,将闸室整体结构及与之耦连的地基作为一个结构体系进行数值模拟,在此基础上进行地基承载力、闸室抗滑稳定验算和闸底板配筋,将水闸三维有限元的计算成果直接为工程设计服务。

软土地下隧道地震风险模糊综合评价

地震风险评价是地震风险管理研究中的重要一环,是选择地震风险控制技术的基础。本文提出在软土地下隧道地震震害识别的基础上,采用模糊综合评价方法对其进行地震风险评价,编制计算机辅助程序—地震风险评价系统QRA,本文提出的方法和编制的程序可以灵活的应用于其他工程项目。

华南地区水库消落带侵蚀状况与生态治理——以高州水库为例

华南地区水库众多,消落带开阔,广泛分布有易侵蚀性红壤,在水库波浪和台风暴雨作用下,土壤侵蚀严重。以高州水库为例,波浪侵蚀使凸坡植被土壤全部流失,立坡侵蚀使凹坡不断缩陷甚至发生崩岗,径流又进一步侵蚀裸露坡面和周边沟谷。结果导致消落带水土资源环境恶劣、植被凋亡、生态功能尽失。为此,提出"桩-土-植被一体化"梯度治理方案:采用轻小群排桩护岸,截排水沟组织排水,阻隔波浪和径流侵蚀;抽取库尾淤泥回填桩后坡面形成梯级平台;种植和抚育适应周期性浸晒两栖乡土植物。方案具有适应地形、施工便捷、维护简易、清库扩容、护岸固土、改善生态和美化环境等经济实用高效的综合治理效果,预期可以在华南地区其他水库推广应用。

不同品牌醪糟感官评定及挥发性成分分析

为了比较不同品牌醪糟的挥发性成分差异性,采用模糊数学感官评价、顶空固相微萃取-气质联用仪(headspace solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry,HS-SPME-GC-MS)和电子鼻对6个品牌的醪糟进行了分析比较。模糊数学法感官评定结果显示,SL、SLS、DH和DL等4个品牌醪糟较其他2个品牌更受消费者喜爱。基于聚类分析和主成分分析(principal component analysis,PCA)对挥发性成分进行了定性分析,实现了对不同品牌醪糟的相似性和差异性研究。6个品牌的醪糟经HS-SPME-GC-MS共鉴定出121种挥发性物质,以酯类、醇类、醛类、酸类和萜烯类为主,酯类和醇类构成了醪糟的主体香气。GC-MS数据聚类分析和PCA的结果表明,6个品牌可分为3类,不同类别之间的挥发性成分存在显著差异。电子鼻传感器响应值前2个主成分的累计贡献率为95.1%,样品之间有较好的区分度。将主要挥发性成分和电子鼻进行了相关性分析,结果表明不同挥发性成分的相对含量和传感器信号响应值存在相关性。该研究结合模糊数学感官评价、HS-SPME-GC-MS和电子鼻分析了6个品牌的醪糟挥发性成分,为不同品牌醪糟的风味评价提供了参考依据。

基于自然激励技术和HHT变换的重力坝模态分析

在自然激励技术和 Hilbert-huang变换相结合的基础上，利用水口水电站的强震监测资料，对水口混凝土重力坝进行模态参数识别。发展了将带通滤波技术与该时频域模态识别技术相结合的方法，有效地避免了信号分解时所产生的频率混杂现象，从而提高了参数识别精度和可靠性。首先利用结构动力学的简例验证了该方法的正确性，然后将该方法应用于混凝土重力坝的模态识别问题。计算结果表明，采用本文的时频域 HHT＋NExT方法识别的重力坝模态频率稍大于传统的频域峰值点拾取法和时域 ARX法，与有限元计算结果更为接近，识别的阻尼比也稍大于峰值法和 ARX法，略小于水工抗震设计规范规定取值范围5%～10%的下限5%。

水工建筑物设计反应谱人工地震波合成

本文采用传统的三角级数法合成人工地震波。鉴于求解周期接近时间步长的简谐振动的响应时,数值解会产生很大的误差,为此本文提出理论解和数值解相结合的方法应用于幅值谱修正中各频率分量对反应谱贡献的计算,确保了幅值谱大小调整的正确性,提高了人工地震波迭代计算的数值稳定性和收敛性。此外,本文在已有的人工地震波合成研究的基础上,对迭代过程中产生的地震波进行最小二乘法校正,并对校正后的标准地震波进行归一化处理。最后,以福建仙游抽水蓄能电站面板堆石坝为例,应用本文的方法合成的人工地震波既能满足水工设计反应谱拟合的精度要求,又能满足峰值加速度的设计要求,同时消除了人工地震波速度、位移时程的漂移现象。

砂土地基水闸三维弹塑性静力有限元研究

论述了用弹塑性有限元法求解砂土地基水闸结构整体稳定性的基本原理.针对新疆某渠首工程泄洪闸有底坎折线型闸底板的特殊形式,将闸室整体结构及其与之耦连的地基作为一个结构体系进行数值模拟.通过对比分析该泄洪闸在弹塑性有限元法与线弹性方法下闸底板的位移与应力分布情况,进一步论证用理想弹塑性有限元进行水闸结构分析的可行性.

华北第三系潞王坟组膨胀岩主要造岩矿物鉴定及微观特征研究

华北上第三系泥灰岩和粘土岩都具有粘粒含量高及“半土半岩”的性质，具有遇水易崩解、膨胀的特性，呈弱～强膨胀潜势。以该区代表性膨胀岩为研究对象，通过X射线衍射实验（XRD）及电镜扫描（SEM）实验和能量光谱测试试验，分析膨胀岩土的造岩矿物的物质组成和微观结构特征。试验结果表明：泥灰岩含有非膨胀矿物方解石、石英、长石以及含有膨胀矿物蒙脱石、高岭土、伊利石等，矿物成分以方解石含量最高在38％～42％之间，其次为蒙脱石，含量在31％～35％之间。粘土岩同样含有以上矿物，但含量与泥灰岩有很大不同，粘土岩中蒙脱石含量35％～40％之间，而方解石的含量只有10％，远低于30％石英的含量。微观结构观察显示，泥灰岩中有少量方解石结晶体，局部富集半结晶的方解石，岩石中的粘土矿物呈层状局部褶曲，有溶蚀边，微细裂缝及孔洞少，而粘土岩中在电镜下未见方解石晶体，粘土矿物有大量褶曲，含大量微细裂缝及孔洞。