软土深基坑变形及环境影响分析方法与控制技术

随着基坑规模日益增大以及邻近环境设施愈加复杂,合理评估并控制基坑变形及对周边环境影响成为软土基坑工程面临的重要挑战。基于理论分析与工程应用,对软土深基坑变形与环境影响分析方法及控制技术进行了系统研究。首先,在统筹考虑安全与经济的前提下,提出了软土深基坑环境保护等级和变形控制指标,为基坑周边不同类型环境设施的保护提供了依据。其次,系统建立了便于工程应用的基坑变形影响简化分析方法,并提出了基于土体小应变特性的基坑开挖对环境影响的计算分析方法以及确定全套小应变本构模型参数的实用方法,为复杂环境下深基坑环境影响分析提供了重要手段。同时,针对承压水降水影响难以准确量化评估的难题,提出了根据群井抽水试验反演确定关键水文地质参数并评估深层承压水降水对地层和环境变形影响的计算方法,满足了复杂地层承压水降水影响分析的工程需求。此外,还提出了包括支护结构与主体地下结构相结合、数字化微扰动搅拌桩加固、混凝土支撑主动变形控制、承压水控制超深隔渗帷幕等绿色、低碳、环境低影响的基坑变形控制新技术。成果在全国大量工程中成功应用,促进了软土深基坑工程全过程变形影响精细化分析和系统化控制技术的发展,为大规模地下空间的开发利用提供了技术支撑。

金属矿小断面硬岩巷道爆破掘进装药结构优化研究

金属矿山小断面硬岩巷道爆破掘进中常面临炸药能量利用率低、单循环进尺低、块度大等问题。以蚕庄金矿-780 m四分层大巷为背景,采用爆破损伤、应力和振速变化作为评价指标,对无封堵、封堵+空气间隔装药、封堵+水介质孔口间隔装药、封堵+水介质两端间隔装药等4种装药结构进行了模拟分析,选取最优的装药结构参数用于现场试验。研究结果表明:添加封堵有效防止了爆破能量的流失,提高了能量利用率。孔口加封水袋延长了封堵时间,保持了孔内较高的爆轰压力和较长的作用时间,从而更有效地破碎岩石。孔底放置水袋代替部分炸药,既保持了爆破效果,又防止了超挖现象。综合各方面考虑,封堵+水介质两端间隔装药结构表现最优。现场试验结果显示,优化后的装药结构使炮孔利用率平均达到95%,比优化前提高了15%。

一种小型智能水上垃圾回收无人船的设计

为解决中小型湖泊水域水上垃圾的污染问题,设计一种小型智能水上垃圾回收无人船。论述该型船的总体设计思路、结构组成和智能控制系统。与现有的水上垃圾处理装置相比,该型船具有经济性好和绿色环保等特点。

Failure mechanism and control technology of water-immersed roadway in high-stress and soft rock in a deep mine

Aiming at soft rock ground support issues under conditions of high stress and long-term water immersion, the ground failure mechanism is revealed by taking the deep-water sumps of Jiulong Mine as the engineering background and employing field investigation, tests of rock structure, mechanical properties and mineral composition. The main factors leading to the surrounding rock failure include the high and complex stress state of the water sumps, high-clay content and water-weakened rock, and the unreasonable support design. In this paper, the broken and fractured rock mass near roadway opening is considered as ground small-structure, and deep stable rock mass as ground large-structure. A support technology focusing on cutting off the water, strengthening the small structure of the rock and transferring the large structure of the rock is proposed. The proposed support technology of interconnecting the large and small structures, based on high-strength bolts, high-stiffness shotcrete layer plugging water,strengthening the small structure with deep-hole grouting and shallow-hole grouting, highpretensioned cables tensioned twice to make the large and small structures bearing the pressure evenly,channel-steel and high-pretensioned cables are used to control floor heave. The numerical simulation and field test show that this support system can control the rock deformation of the water sumps and provide technical support to similar roadway support designs.

凡纳滨对虾小型温棚养殖模式水体微生物群落的研究

小型温棚养殖模式(下称小棚模式)是近年来凡纳滨对虾(LitopenaeuSvannamei)养殖的热点模式。为阐明小棚模式养殖水体微生物群落的特点,探究该模式高产、高效的原因,基于16SrRNA基因的测序结果,对第2、第44、第69和第96天小棚模式养殖水体的微生物群落组成和功能进行了分析。结果表明:凡纳滨对虾小棚养殖后期,水体微生物群落的丰富度和多样性显著高于前期;在整个养殖过程中,门水平主要优势菌为变形菌门、拟杆菌门和放线菌门,其中变形菌门丰度在第69天显著增加,放线菌门丰度前期较高,后期下降;属水平优势菌属中Candidatus_Aquiluna的丰度在第2天最高(28.7%);海命菌属(Marivita)在中期富集,在第69天丰度最高(9.94%);黄杆菌属(Flavobacterium)的丰度随着养殖时间逐渐增加,在第96天达到最高(11.63%)。通过PICRUSt2预测微生物群落的功能,丰度前20的代谢功能项在第69和第96天的丰度显著高于第2天,尤其萜类和聚酮类代谢、脂类代谢、异种生物降解和代谢等功能均高度富集,通过FAPROTAX鉴定得出,化能异养类菌的丰度在养殖后期显著增加。环境因子关联分析发现,总氮(TN)和化学需氧量(COD)对小棚模式水体微生物群落结构的影响最大,海命菌属、Candidatus_Aquiluna、红小梨形菌属(Rhodopirellula)等微生物发挥了固碳、降氮、降磷的作用。综上所述,在高密度、高氮磷的环境条件下,小棚模式的水体微生物在保持水环境稳定和增强对虾免疫与抗病能力方面发挥了重要作用。

水工建筑物调度下的小微水体水系连通性评价

为探究太湖流域圩内小微水体综合整治工程的水系连通成效,在考虑水系格局、结构连通性、水力连通性准则层的基础上,针对小微水体在生态系统保护和水质净化方面的突出功能,进一步提出景观连通性和水质改善两大准则层。根据小微水体的形状特征修正传统指标,使其能更好地适用于多形态水系;因小微水体受水工建筑物调度而形成不同的连通通道与水力条件,结构连通性与水力连通性均按照不同工况分别计算,再由工况时长加权得到较为稳定的年内平均值。应用该小微水体水系连通性评价指标体系对溧阳市同字水系整治前、后的水系连通性进行评价。结果表明:综合整治工程对水系连通性提升效果显著,该评价指标体系能较为客观、全面地体现小微水体与各类水工建筑物协同运作下的水系连通性。

灌溉供给对耕地“非粮化”的影响

以小型农田水利设施和微观农户的“非粮化”倾向为研究视角,基于河南等五省的调查数据,利用probit模型和CMP模型探讨了灌溉供给对耕地“非粮化”的影响效应、作用机制及异质性影响。研究表明:灌溉供给能够显著抑制农户的耕地“非粮化”倾向,且灌溉供给越充分,抑制作用越大,但存在一定门槛制约。在纯粮食种植户中,灌溉供给能够通过提高种粮产出,进而抑制农户“非粮化”倾向。异质性效果明显,过度集中化或缺少制度辅助的产权归属和管理,不利于小农水灌溉供给能力提升。产权所属需要适度集中化、适度制度化,管护主体需要多元化,两者共同作用提高小农水的灌溉供给能力,从而抑制“非粮化”倾向;灌溉供给对混种农户“非粮化”倾向抑制作用更大,对中部和西部农户“非粮化”倾向的作用依次降低,对东部农户影响不显著。因此,可以通过推动小农水产权改革和创新管护机制,发挥多中心治理优势,提高小农水的灌溉供给能力,从而抑制农户的“非粮化”倾向。

浅水观察小型ROV结构设计与优化

针对小型水下机器人(ROV)体积小、质量轻导致抗干扰能力差等问题,从外形、密封耐压舱等主体部件出发,对整体结构进行优化设计,采用Fluent进行水下动力分析,分析所设计的小型ROV在水下航行时所受到压力及速度矢量变化,结合整体外形,推进器结构及电控系统的优化选型并得出优化设计结果,浅水观察小型ROV采用流线型设计后,可有效降低水阻同时减小体积,增强了运动性,能耐压能力强。

地面—井下联合物探方法在识别工作面小构造及其富水性中的应用

矿井工作面回采施工过程中常会遇到小型断层、陷落柱等不良地质构造。构造的存在将破坏煤层连续性,甚至成为潜在的导水通道,若未能对其及时查明将会影响工作面回采安全。单一物探方法受复杂地质条件、施工干扰等因素影响,对规模较小的地质构造判断误差较大,本文以曙光煤矿1230工作面为例,研究使用地震属性成果作为前期指导,对小构造针对性地开展矿井探地雷达及瞬变电磁探测。回采验证结果表明,该地面—井下联合物探方法可查明工作面内构造的展布形态及其含水特征,为工作面的安全回采提供技术保障。

小型木结构建筑太阳能相变蓄热装置性能实验研究

以太阳能较为丰富地区的小型木结构建筑为研究对象,结合其处于极端气候下的最不利工况,设计了一种可充分利用可再生能源、占地面积小、储热密度大、蓄放热性能良好的多功能相变蓄热换热装置,并搭建了实验台对影响相变蓄热装置性能的因素进行探究。结果表明,该装置可综合建筑供暖与生活热水的负荷性能特征需求,兼顾在极端气候条件和非极端气候条件下的功能发挥,能有效协调小型木结构太阳能建筑能源供需矛盾。

农村小流域景观结构与水质耦合关系分析——以仪征市陈集镇为例

选择江苏省仪征市陈集镇2个典型的农村小流域进行水质监测和景观空间分异耦合关系研究,结果表明:不同地势区景观结构差异明显,水环境特征也有较大差别。随着地势的降低,总氮、总磷浓度在小徐庄流域呈降低趋势,而高塘流域则先升高后降低;总磷、总氮、氨氮、硝态氮浓度与源景观比例、沟渠密度和景观多样性指数具有良好的相关关系,逐步回归分析发现,94%的总氮浓度由源景观比例和沟渠密度决定,80%以上的氨氮和硝态氮浓度由源景观比例决定。因此,可以通过对流域景观结构的优化调整,达到对流域景观中养分的有效管理,实现对农业非点源污染的控制。

轴对称条件下层状弹性体超孔隙水压力的求解

利用积分变换和传递矩阵的方法推导了动荷载作用下路基路面层状弹性体超孔隙水压力轴对称问题的解析解。该方法概念清晰,公式简洁,易于应用。利用Laplace逆变换的数值方法,对层状弹性体的超孔隙水压力进行了分析与研究。

西南典型紧窄褶皱小尺度浅层岩溶水系统特征及隧道涌水分析

西南地区典型紧窄褶皱控制下的浅层岩溶水,具有循环交替快、水量丰富等特点。精细刻画小尺度浅层岩溶水系统模式类型及其特征,对于探讨岩溶水资源量以及中—浅埋隧道涌水条件具有重要意义。本文以西南典型紧窄褶皱——重庆铜锣山背斜和遵义铜锣井背斜为研究对象,细致地梳理岩溶水系统特征的控制性因素,提出地层空间结构的细微差异导致含水介质及地下水补给、径流、排泄特征等不尽相同。据此,将研究区浅层岩溶水系统细分为四类小尺度模式,并基于各模式差异分析中—浅埋隧道涌水条件。研究认为:穿越不同小尺度岩溶水系统的隧址段,其涌水条件具有一定差异;间互式地层空间结构导致小尺度浅层岩溶水系统之间因地表水体的转换而存在联系,计算涌水量时需考虑相邻可溶岩地层外源补给,而包裹式结构则造成各系统相对独立,计算时需考虑相邻非可溶岩地层外源补给;深切河谷排泄边界,不可忽略降雨对隙流散排型模式的补给,计算涌水量时,降雨量参数应小于年均降雨量,但若边界为浅切河谷,降雨量参数可直接选用年均降雨量。

Morison方程中动水阻力项对桥梁桩柱地震反应的影响

在深水桥梁地震反应分析中,当采用Morison方程来考虑桩等水中横向小尺寸结构上水的作用时,等效为增加了一个附加惯性力项和一个附加阻力项,其中,附加阻力项是非线性的。由于非线性附加阻力项的存在,给采用反应谱方法求解桥梁的地震反应带来不便。本文讨论了非线性阻力项对一般桥梁桩柱结构地震反应的贡献,得到的结论是阻力项的贡献很小,可以忽略。这样,水中桥梁地震反应的计算就得到了很大的简化。

西吉县黄家二岔小流域农业生产优化结构的研究

用线性规划法和生产函数法,对小流域的农业生产结构,从资源和资金分配两方面进行了研究。结果表明,(1)当农林牧用地之比为1∶0.93∶1.56时,小流域土地资源的分配最为合理;(2)当农林牧业投资比为1∶0.24∶0.19时,投入资金的分配最合理,系统的产出最优;(3)农林牧各业的投资效果系数分剐为3.15、12.08和16.23,表明小流域的生产应以牧业、林业为主。

小粒径膨胀珍珠岩性能研究

利用珍珠岩尾矿作为原料,制备出一种小粒径膨胀珍珠岩,对其堆积密度、吸水率、导热系数等进行测试分析,用SEM和BET对其显微表面、孔结构进行表征,总结出了小粒径膨胀珍珠岩的一些性能变化规律,为其应用提供了理论依据。

社会信任、合作能力与农户参与小农水供给行为——基于黄河灌区五省数据的验证

在政府主管的小农水供给模式无法完全满足农业分户经营的需要的现实背景下,农户参与供给是实现小农水供需平衡的有效方式。本文利用黄河灌区宁夏、内蒙古、陕西、河南和山东五个省份1558户微观农户数据,引入农户社会信任和合作能力因子,考虑农户农业收入水平和所处省份差异,采用多群组结构方程模型,探究农户参与小农水供给的行为。首先,运用信度和效度检验对农户参与小农水供给行为量表进行了分析。在此基础上,运用多群组结构方程模型,以农户农业收入水平和所处省份为调节变量,分析农户社会信任和合作能力对其参与小农水供给行为的影响。研究结果表明:农户的社会信任和合作能力显著正向影响农户参与小农水供给的意愿,其中农户的合作能力影响程度较大,农户的社会信任影响程度次之;农户的社会信任、合作能力和参与供给意愿对其参与小农水供给行为有显著正向影响,且影响程度最大的是农户的参与供给意愿,其次是农户的合作能力,最后为农户的社会信任;农户的社会信任对其合作能力有显著正向影响。多群组分析表明,农户的农业收入水平及其所处省份显著调节农户参与小农水的供给行为。其中,农业收入作为调节变量结果显示,农业收入高的农户参与小农水供给的意愿更强烈,参与供给行为水平更高;产生参与供给意愿后,农业收入中等偏上和中等偏下的农户更容易将意愿转化为行为。省份作为调节变量的结果显示,陕西、河南和山东农户的社会信任和合作能力对其参与小农水供给意愿的影响较大,河南和山东农户更容易将参与供给意愿转化为行为;宁夏和内蒙古农户的合作能力对其参与供给行为影响程度较大。根据以上结果,政府应根据不同地区农户的收入水平、社会信任和合作能力等实际情况,充分调动本地的社会资源,引导农户认识到参与小农水供给的重要性和迫切性,提高农户参与小农水供给的意愿和行为水平,促进小农水供需平衡的实现。

秦皇岛近岸海域夏季小型水母分布特征

本研究基于2014—2018年每年8月份,于秦皇岛海域使用浅水Ⅰ型浮游生物网采集的浮游动物样品数据,分析了小型水母群落的组成种类和丰度分布特征及环境因子与水母群落特征之间的关系。结果如下:2014—2018年调查海域共出现小型水母13种,其中2014、2015和2017年夏季水母种类数均为7种, 2016年夏季水母种类数为6种, 2018年夏季水母种类数最少,仅为2种。秦皇岛近岸水域水母的优势种包括薮枝螅水母、球型侧腕水母和锡兰和平水母。2016年夏季秦皇岛水域水母丰度的平均值最高,达到了95.0 ind./m^(3)。2014、2015和2018年分别为66.9 ind./m^(3)、69.1 ind./m^(3)和35.4 ind./m^(3)。2017年最低,为14.9 ind./m^(3)。通过小型水母丰度与环境因子之间的相关性分析,结果显示:温度、盐度、pH、磷酸盐、溶解氧、无机氮、悬浮物等环境因子会对秦皇岛夏季水域水母群落结构的年际间变化产生显著影响。

因水而兴——水运与近代四川沿江中小城市

由于四川特殊的地理环境 ,水运在近代四川具有举足轻重的地位。

农户参与小农水管护满意度的影响因素分析——基于江西省农户调研数据

利用江西省1196个农户的调查数据,采用结构方程式模型(SEM)分析方法,在费耐尔逻辑模型的基础上构建农户满意度模型,研究农户对小农水工程管护满意度及其影响因素。研究结果表明,在农户满意度影响因素模型中,农户资源禀赋对满意度没有显著的正向影响,但是可以通过与农户认知因素的相互作用,对农户满意度产生间接的正向影响;用水协会组织特征和农户认知因素对农户小农水管护的满意度有显著的正向影响。根据研究结论提出相应的政策建议。