基于水流牵引力的河道岸坡稳定性分析

基于极限平衡理论,结合水平条分法,将Bishop法的竖直条间力关系转换到水平土条上,推导出水流牵引力作用下均质岸坡稳定安全系数的理论计算公式,将其结果与ABAQUS有限元软件的强度折减法模拟的计算结果进行对比分析。结合工程实际,分析水流牵引力对不同坡比河流岸坡的稳定性影响规律。结果表明,理论计算公式与软件模拟的结果基本吻合,误差不超过2.1%。河流中水流牵引力会增大岸坡土体的下滑力矩,降低河流岸坡土体稳定安全系数;当岸坡土体遭受降雨、坡脚土体劣化作用等多因素作用下而处于临界稳定状态时,水流牵引力可能成为滑坡启动的关键因素;在河流岸坡失稳滑动时,水流牵引力将导致滑体向河道方向滑移更远距离,加重滑坡对河流航道安全的危害;坡度越陡,岸坡稳定安全系数受水流牵引力的影响越大。在进行高陡河流岸坡稳定性分析时,水流牵引力是与强降雨、泥石流等因素同样重要且不可忽视的导致岸坡灾变失稳的外部荷载作用。

基于水资源配置的空间均衡度评价方法

为量化水资源配置对空间均衡的提升作用,系统评价水资源配置方案空间均衡度,研究基于水资源配置系统“水源-供水设施-受水区-用水户”的整体结构,从水源均衡、设施均衡、单元均衡和用户均衡4个方面分别选择了均衡度评价指标,构建水资源配置空间均衡度综合评价指标体系,并提出基于熵权-TOPSIS法的水资源配置空间均衡度评价方法。以昌邑市水资源配置系统为例,设置12种水资源配置方案来探究不同调控措施对水资源配置空间均衡度的影响。结果表明:该方法不仅可以量化不同调控措施对水源均衡、设施均衡、单元均衡和用户均衡的影响效果,还能够评估配置系统整体的水资源配置空间均衡度,可为水资源配置与空间均衡相关研究提供借鉴。

露天煤矿含断层顺倾边坡渗流与稳定性分析

采用极限平衡法与数值模拟相结合的手段,以西南某露天矿含断层顺倾边坡为背景,模拟分析了在渗流条件下边坡的孔隙水压力与渗流场变化,对边坡稳定性变化进行探讨。研究表明:降雨入渗改变了边坡的孔隙水压力,弱化了岩土体的物理力学性质,改变了渗流场的分布,导致边坡稳定性降低;断层加快了雨水的入渗速度进而影响滑坡位置。

咖啡酸的生物药剂学分类系统及其大鼠体内外相关性预测

目的测定咖啡酸在不同pH环境中的平衡溶解度以及油水分配系数,推测其生物药剂学分类系统(BCS)分类;测定咖啡酸片溶出曲线,将相关参数代入大鼠生理药动学(PBPK)模型建模,利用Gastroplus软件预测其大鼠体内外相关性。方法采用高效液相色谱法定量,色谱柱Agilent Eclipse Plus C_(18)(4.6 mm×250 mm,5μm),流动相0.32%冰醋酸溶液-甲醇(70∶30),流速1.0 mL·min^(-1),检测波长323 nm,柱温25℃,进样体积10μL。采用摇瓶法和正辛醇-水体系测量咖啡酸在不同pH环境中的平衡溶解度、溶解度体积(DSV)和油水分配系数(P),推测其BCS分类;测定咖啡酸片在水、pH值1.2、pH值4.5和pH值6.8环境中溶出曲线,利用Gastroplus软件分析溶出曲线的Z-Factor值,将相关参数代入大鼠的PBPK模型,模拟大鼠体内药时(PK)曲线,与已知实测PK曲线进行比较,推测其大鼠体内外相关性。结果咖啡酸在pH值1.2、pH值4.5和pH值6.8环境中平衡溶解度为0.676、1.266和4.624 mg·L-1,DSV为443787、236967和64879 mL,为难溶性药物,且具有较强pH依赖性;咖啡酸在水、pH值1.2、pH值4.5和pH值6.8环境中油水分配系数(P)为4.33(logP=0.64)、28.87(logP=1.46)、19.77(logP=1.30)、0.28(logP=-0.56),推测其具有较高渗透性。软件模拟得到咖啡酸大鼠体内的C_(max)为0.358μg·mL^(-1),t_(max)为0.39 h,AUC为0.320μg·h^(-1)·mL^(-1),与已知的实测结果C_(max)为(0.250±0.037)μg·mL^(-1)、t_(max)为(0.33±0.12)h、AUC为(0.303±0.024)μg·h^(-1)·mL^(-1)一致,PK曲线基本吻合。结论咖啡酸为低溶解性、高渗透性的药物,推测其为BCS II类药物,其片剂在大鼠中表现出较高的体内外相关性。

含有机质黏土全吸力范围内土-水特征曲线试验研究

为研究全吸力范围内有机质含量对黏土保水特性的影响,以膨润土为基质,添加泥炭制备不同有机质含量土样,采用压力板法、滤纸法、蒸汽平衡法,对其进行土-水特性试验,从而获得全吸力范围内土-水特征曲线。试验结果表明:3种不同吸力测试可准确反映出含有机质黏土全吸力范围内的土-水特征曲线;有机质能够影响黏土的保水性,但在一定的吸力范围内,含有机质黏土的保水性还与孔隙结构和孔隙中水的形态相关;随着土中有机质含量的增加,土样的进气值和残余值与有机质含量呈线性关系,土的保水能力变强。

川东北天然气单体烃氢同位素组成特征

采用气-水平衡法及同位素分馏平衡方程技术标定工作标准气,测定样品的氢同位素比值,使误差控制在5‰以内。采取川东北、鄂西和川西三个地区的天然气样品,分别测定它们的单体烃氢同位素比值。分析表明,川东北普光气田海相成因天然气甲烷氢同位素δD平均值为-126‰(SWOM),比新疆塔河油田海相环境生成的天然气甲烷氢同位素δD平均值-164‰重约40‰。对比研究认为,这与其共存地层水的δD值密切相关,也与这些天然气的成熟度有直接关系。

大米中直链淀粉含量快速测定方法的探讨

建立一种快速、准确的测定大米中直链淀粉含量的方法。在GB/T 15683-2008方法的基础上,脱脂后样品与标准品,采用130℃恒温干燥3 h的水分校准法制备试样,再经碱液分散后与碘试剂呈显色反应,于720 nm处测吸光度。该方法显色液的吸光度值与直链淀粉含量具有良好的线性关系,相关系数R2为0.999 9,相对标准偏差小于2.0%,具有良好的稳定性,并可节省检测时间40 h。与国标水分平衡法制备样品测得的结果对比分析,水分校准法具有分析速度快、准确度高、重现性好等特点,适于大批量大米直链淀粉含量分析检测。

基于有限元与灰色系统理论集成的水利岩土工程问题研究

将有限元方法与灰色系统理论集成,通过对水利岩土工程问题的研究,提出了一种新的数值模拟思路。水利岩土工程问题涉及复杂的地质结构和工程环境,且通常难以获取完整的原始信息。考虑到这一问题,将水利岩土体系视为一种非本质的灰色系统,通过灰色数学的基本单元--灰数,描述了岩土体系的灰色特性、灰色参数和灰色变量。在建立基本平衡方程和具有灰色变量的有限元方法方程的基础上,利用灰色数的运算性质解决了具有灰色变量的有限元方程。

水资源空间均衡理论方法及应用研究框架

面对日益凸显的水资源空间不均衡问题和矛盾,推进和落实水资源空间均衡已成为当前水利工作的一项重要内容。但是到底什么是水资源空间均衡以及其理论方法是什么,是当前迫切需要回答的问题。通过对现有空间均衡研究的梳理和分析,结合水资源空间均衡发展理念的形成背景,提出了水资源空间均衡的定义以及水资源空间均衡理论的概念;在对水资源空间均衡原理理解的基础上,提出了水资源空间均衡理论体系框架,并对其主要研究内容进行了介绍;最后,从理论、方法和应用3个方面对水资源空间均衡研究的下一步工作进行了展望。总体来看,水资源空间均衡理论方法的研究对解决我国现代治水实践中的空间不均衡问题,支撑国家现代化水利建设论证与规划,促进水资源、经济社会和生态环境空间均衡发展具有重要的指导作用,可为今后开展水资源空间均衡管控与实践奠定基础。

水资源空间均衡理论应用规则和量化方法

空间均衡是新时期水利发展的重要导向,是水利工作开展所需要遵循的基本要求。如何实现水资源空间均衡管控是水利发展的重要内容和挑战。在前期水资源空间均衡理论方法及应用框架研究的基础上,阐述了水资源空间均衡的理论需求及基本原理,以回答“为什么要实施水资源空间均衡?”;介绍了水资源空间均衡的理论体系框架与主要内容,以回答“水资源空间均衡理论是什么?”;提出了水资源空间均衡理论的应用规则和量化方法,以回答“水资源空间均衡理论如何应用?”。其应用规则包括遵循三大规律、符合三条原则、承担四项任务、具备三大功能,是正确应用水资源空间均衡理论的守则。其量化方法包括水资源空间均衡判别准则量化、水资源空间均衡度计算、水资源空间均衡优化模型、水资源空间均衡规划方法、水资源空间均衡预警评价与综合调控。研究认为,水资源空间均衡理论是指导区域或流域水利乃至综合空间均衡发展的一个重要支撑,为完善水资源空间均衡理论、落实空间均衡管控提供了解决途径和具体方法。

夏季金沙江下游水-气界面CO2、CH4通量特征初探

河流是连接大陆和海洋两大碳库的桥梁,在全球碳循环中的作用举足轻重.金沙江作为长江的上游段,对区域碳循环及区域化学风化的影响非常重要.于2015年8月8-18日对金沙江下游水-气界面CO_2与CH_4通量特征进行监测与分析.采用顶空平衡法结合薄边界层模型估算法计算表层水体CO_2与CH_4的分压以及水-气界面的交换通量,并分析环境变量与其之间的相关性.研究发现,金沙江下游表层水体p(CO_2)平均值为2724.84±477.18μatm,表层水体p(CH_4)平均值为59.96±6.74μatm;水-气界面CO_2通量平均值为2.24±0.50 mmol/(m2·h),CH_4通量平均值为0.000163±0.00009 mmol/(m2·h),通量与分压趋势基本保持一致.表层水体p(CO_2)与溶解性无机碳浓度、碱度均呈显著正相关,而p(CH_4)与水温、叶绿素a浓度均呈显著正相关,CO_2通量与p(CO_2)、溶解性无机碳浓度、碱度均呈正相关,CH_4通量与p(CH_4)、风速均呈正相关,其他环境因素对通量的影响不明显,仍需进一步研究.金沙江下游水-气界面CH_4扩散通量较低,而CO_2扩散通量在世界主要河流中属于中等水平.

干湿循环下南阳膨胀土的土水和变形特性

对初始状态相同南阳膨胀土试样进行1~6次干湿循环,选取其中的1、3、6次循环后的试样,采用饱和盐溶液蒸汽平衡法测定其含水率、孔隙比、饱和度等与吸力的关系,并对比分析干湿循环对南阳膨胀土的持水能力影响。在1~6次干湿循环过程中,以环刀为参照物拍摄每次烘干后试样上表面照片,用数字图像处理提取图像中的裂隙与收缩面积,以此分析试样烘干过程中裂隙与收缩与干湿循环次数的关系。试验结果表明,干湿循环过程中相同吸力的试样含水率略降低、孔隙比略增大、持水能力略降低,烘干过程中试样收缩面积增大,裂隙展开面积增大,但上述性质变化幅度都随干湿循环次数增加而减小。试验成果为研究膨胀土的持水能力和湿胀干缩变形性质随干湿循环的变化规律提供实测数据。

江水源热泵机组年运行能耗预测方法研究

在建筑工程的可行性研究阶段,空调系统冷热源的年运行能耗预测是静态投资回收期分析、全寿命周期成本分析中的核心组成部分,是冷热源选型的重要依据之一。然而,在实际项目中通常选用IPLV/NPLV、设计工况COP进行年运行能耗估算,计算结果与实际能耗有较大的误差。在已知建筑设计冷、热负荷的前提下,引入平衡温度概念,采用BIN方法预测不同温度下的建筑负荷,通过参数修正的方式预测江水源热泵机组在部分负荷率情况下功率,将热泵机组功率修正系数的变化函数拟合为水源侧进水温度和负荷侧回水温度的多项式。对长江上游地区江水温度及气象参数进行监测,并建立了江水温度与空气干球温度的数学关系。提出江水源热泵机组年运行能耗预测方法。该方法反映了系统运行的实际特征,且计算过程较为简单,可以在实际工程中应用。

有限元法在临水边坡设计中的应用

近年来临水边坡工程越来越多,比如河岸、水库库岸、湖岸等,且这些工程往往结合坡顶房建项目,因此在这些临水边坡设计中不仅要保证边坡安全系数达到规范要求,还要对边坡的沉降、位移值有一个预估,以保证坡顶建筑物的安全。本文结合实际工程,采用MIDAS/GTS有限元软件分析了临水边坡在不利工况下加固前后的安全系数及位移值,并与极限平衡稳定算法的结果进行对比,较好地满足了该类实际工程对沉降及位移需要提前预判的要求,对类似工程的设计具有一定的借鉴意义。

氢水平衡法制备二氧化钒薄膜及XPS能谱分析

采用溶胶 -凝胶法 ,结合氢水平衡还原处理得到了二氧化钒薄膜 ,对薄膜的 XPS能谱分析及对反应体系的热力学分析表明 。

典型岩溶水系统碳汇通量估算

现代岩溶学研究成果表明,碳酸盐岩在全球碳循环中响应极其迅速,水循环过程中的碳汇效应显著。本研究选取广西桂林寨底地下河系统、广西环江大安地下河系统、重庆北碚青木关地下河系统三个典型岩溶地下水系统,利用各系统地下河的流量和HCO3-浓度的监测资料,采用简单化学平衡模式法估算碳汇通量(CO2)。结果显示,寨底地下河系统的单位面积年碳汇通量为68.82 t/(km2.a),大安地下河系统的单位面积年碳汇通量为81.18 t/(km2.a),青木关地下河系统的单位面积年碳汇通量为100.07 t/(km2.a)。分析认为同一个岩溶水系统的结构特征和环境条件基本上是稳定的;地下河的流量和HCO3-浓度是影响岩溶碳汇强度的关键因素,尤其是地下河流量的变化对碳汇强度的影响显著;不同岩溶水系统的碳汇通量不但受水化学条件和地下水动力条件的控制,同时受土地利用变化的影响。该研究对于改进碳循环模型和评价岩溶地质碳汇有重要意义。

基于改进水压分布的顺层岩质边坡稳定性研究

基于不同水压分布假设,引入权重的概念,推导了顺层岩质边坡出流缝被堵塞、未被堵塞、处于被堵塞和未被堵塞之间的某一状态3种不同情况下的静水压力计算公式。并综合静水压力、动水压力、锚固效应、地震荷载的影响,运用极限平衡法,推导了典型顺层岩质边坡稳定性系数计算公式。选取某顺层岩质边坡作为实例进行研究,结果表明:顺层岩质边坡稳定性在水力作用下随总地下水位增大而降低;顺层岩质边坡出流缝被堵塞比未被堵塞的稳定性明显降低;顺层岩质边坡稳定性随着权重的增大而减小。

水位升降和流水淘蚀对临河路基边坡稳定性的影响

临坡河流水位、坡体裂隙水压和流水对边坡坡趾的淘蚀作用是引起临河路基边坡失稳的重要因素。基于极限平衡理论,推导了多影响因素条件下临河路基边坡抗滑稳定性安全系数的无量纲表达式,重点分析了临河水位条件、坡体内裂隙水压力和流水淘蚀作用对临河路基边坡稳定性的影响。算例分析表明:水位突降、坡顶张拉裂缝积水、裂隙渗流效应、滑面出流缝被堵塞、流水淘蚀作用不利于临河路基边坡抗滑稳定性;而边坡抗滑稳定性系数则随着临坡河流水位上升先减小后增大,高水位对提高边坡抗滑稳定性有积极作用,河流水位下降对边坡抗滑稳定性的影响则恰恰相反。以上因素也是导致山区临河路基在雨季发生失稳的重要原因。

膨润土持水特性试验研究及其SEM微观定性分析

膨润土作为缓冲或回填材料,具有吸水性极强、膨胀性较大、渗透性极低等特性。膨润土在饱和状态与非饱和状态之间转换时,因其湿胀干缩产生的裂缝会导致工程屏障受到破坏。因此,对具有高膨胀性的膨润土的持水特性及微观结构特征进行试验研究显得非常必要。分别运用滤纸法和饱和盐溶液蒸汽平衡法对膨润土进行了持水特性试验研究,得到了不同吸力范围内膨润土的土-水特征曲线;联合用蒸汽平衡法和扫描电子显微镜(SEM)对特定吸力点(367.54、149.51、71.12、38.00 MPa)的膨润土试样进行扫描电镜试验研究。膨润土的持水特性试验结果表明,滤纸法和饱和盐溶液蒸汽平衡法测得的土-水特征曲线均随吸力的增大而减小。根据滤纸法量测的试验数据,运用origin软件获得了Fredlund and Xing(1994)提出的模型参数,通过建立模型参数与干密度之间的关系,给出了膨润土的土-水特征曲线的预测公式。膨润土的微观定性分析表明:随着吸力的增大,膨润土集聚体逐渐增大,膨润土颗粒之间也越紧密;孔隙数量随着吸力的增大而减少、孔径也随吸力的增大而减小。

气体平衡法测定水的δD、δ^(18)O及其在冬季北海近岸水体示踪中的应用

在配备双路进样系统的稳定同位素质谱仪(Isotope Ratio Mass Spectrometry:IRMS)上采用气体平衡法测定微量水样的高精度氢氧稳定同位素组成,同时采用国际及国家水稳定同位素标样及实验室工作标准进行多次测试及校正,获得δD的外部精度为1.0‰—2.0‰,δ18O的外部精度好于0.1‰。利用该方法对2007年冬季北海附近表层海水、河口水等水体的δD、δ18O进行测定,结果显示,δD、δ18O组成可以区分不同的水体,δD与δ18O存在显著正相关关系,但其δD-δ18O相关关系与邻近地区大气降水有明显差异;同时δD、δ18O与盐度也存在很好的正相关关系。这些结果意味着δD-δ18O关系主要反映海水与河水的混合过程。结合现场观测的水文资料,发现δ18O与表面水温有中等相关性,意味着蒸发作用对水体的氧同位素组成也有一定的影响。这些关系可应用于海水对近岸水域影响的研究,以及利用δ18O-盐度方程重建古盐度。