摩擦内能对大比降山区河流水温的影响研究

水流在克服阻力过程中的能量转化是大比降山区河流水温变化的重要影响因素。以雅鲁藏布江大河湾河段为研究对象,采用数学模型方法,探讨了落差引起的摩擦内能在沿程水体温升中的贡献程度。研究结果表明:(1)雅鲁藏布江大河湾河段"派镇-解放桥"沿程250 km, 6~11月干流沿程实测水温变化明显,其温升幅度范围达到1.0~4.3℃,各月估算干流增温率范围为1.9~2.1℃/100 km,干流水体增温的热源较为稳定;(2)通过计入落差转换内能的河道纵向一维水温数学模型率定得到转化系数为0.7,模型能较好地反演研究河段的水温变化过程;(3)摩擦内能和水气热交换,是大河湾河段水体温升的主要因素,其中落差引起的水温升高幅度为3.7℃,对温升的贡献达到90%。研究成果可为大比降山区河流的水温研究提供理论与数据参考。

基于能量分析的落石对棚洞垫层冲击力学研究

基于能量分析的方法研究了落石对棚洞垫层的冲击力学行为。考虑缓冲垫层弹塑性对落石冲击过程的影响,研究了冲击过程中的成坑变形所需能量、垫层与落石之间相互摩擦所产生的内能以及棚洞自身耗能的影响,根据动能定理得到了冲击深度以及冲击压力的计算表达式;同时将本方法同已有的计算方法进行了对比分析。研究结果表明:用于成坑变形所消耗的能量占总能量比重最大,其值约为总冲击能量的50%;垫层与落石之间由于摩擦所产生的内能占比次之,其值约为30%并且随着冲击能量的增大而下降;棚洞结构自身耗能约占总能量的20%并随着冲击能量的增加而不断减少;在考虑了摩擦耗能以及结构自身耗能的影响之后,对落石冲击压力的计算结果同半理论半经验的日本道路公团方法以及基于实验数据的瑞士方法较为接近。