坡面水蚀比尺模型室内外相似性试验研究

对野外和室内在25°陡坡、人工降雨条件下的侵蚀产沙试验进行了对比分析,结果表明:在降雨强度相同或相近时,室内外降雨侵蚀力非常接近,但是土壤可蚀性却相差4倍左右;当其它影响因素如土壤容重、土壤前期含水量等相同或相近时,仅要达到累计侵蚀产沙量的相似,室内坡面模型可以采用2∶1的几何比尺,该比尺下室内外侵蚀产沙量的误差小于10%;从侵蚀产沙速率来看,室内外试验侵蚀产沙的过程差异较大;室内外试验都是降雨强度越大,坡面产生的细沟数量越多,并且细沟的平均长度、宽度、深度也越大;但要做到室内外坡面形态发育的相似还存在较大难度。

全透水人行道比尺模型温度场分析

在确定全透水人行道材料配合比及结构层厚度基础上,制作比尺模型并进行4个路面结构层间2015年5月14日至6月1日温度场实测,研究全透水人行道对海绵体城市建设的有效性。通过对晴天、阴天、雨天模型内部温度场分析可得全透水人行道可有效降低高温时路面温度,升高低温时路面温度;通过比尺模型温度场与沥青路面温度场及实际温度比较,可得全透水人行道在高温时可有效缓解城市热岛效应,下雨时其强大的储水能力使水分蒸发降低路表高温,提高行走舒适性。

比尺模型上床面切应力研究及应用

用比尺模型研究了湘江洪道刘家坝弯曲型河段的床面切应力，得出了整治工程前后床面切应力的平面分布和阻力沿程的变化。根据试验结果，从河流阻力角度对刘家坝滩整治工程进行了评论。

小比尺条形基础承载力模型试验的尺寸效应研究

开展小比尺模型试验是土力学承载力研究中的重要方法,但小比尺模型的尺寸效应会影响试验的定量结果,导致小比尺试验一般仅能用于定性研究。在饱和砂土地基中开展了20组条形基础承载力的小比尺模型试验,通过改变基础尺寸、埋深以及砂土的密实度研究承载力的变化,进而引入离散元分析方法,采用抗转动模型模拟砂土颗粒的力学行为,对条形基础承载力试验进行模拟,从微观角度揭示小比尺模型试验尺寸效应的来源和对宏观承载力的影响规律。研究结果表明,饱和砂土地基密实度与基础埋深越大,小比尺实试验的尺寸效应越明显,尺寸效应的产生是应力水平变化、破坏模式改变以及渐进破坏程度综合作用的结果。

带出口匝道城市隧道通风特性比尺模型试验

通风特性是影响城市隧道内外环境的关键,为深入研究带出口匝道城市隧道风量及风量分配的变化规律,获得隧道总风量及分流比的高效控制策略,基于相似理论,设计并搭建总长为38 m的1/20带匝道隧道通风比尺模型,研制可实现8台模型风机联动的变频控制系统、16个断面的速度及压力数据的实时测量与自动采集系统(该系统在风速u≥2.5 m·s^(-1)时,比尺模型同步满足阻力、惯性力和压力相似准则),进行各通风段射流升压力变化对隧道内风量及风量分配的影响试验。结果表明:隧道主线通风段与匝道通风段风量存在联动耦合效应,当调节某通风段射流升压力时,该通风段及与之串联的通风段风量均随着射流升压力的增大而增大,与之并联的通风段,风量随射流升压力的增大而减小;总风量和分流比分别是影响城市隧道内、外环境的关键因素,调节分流前主线段射流升压力不改变分流比,但对控制隧道总风量变化最为高效,单位射流升压力作用下的总风量变化幅度达1.43%·(N·m^(-2))^(-1);调节分流后主线段或匝道段射流升压力对隧道总风量的影响有限,但能有效控制分流比,单位射流升压力作用下的分流比增幅分别为(-4.43,4.16)%·(N·m^(-2))^(-1);利用分流前主线段的射流风机控制隧道内环境,利用分流后主线段或匝道段的射流风机控制隧道外环境,是最为高效的通风控制方法。

小比尺离心模型的屈服和破坏特性

推导了小比尺离心模型的破坏准则。从应力—应变关系的相似特性出发,找出了小比尺离心模型与原型的相关关系。在此基础上,将结构物的破坏分为自重作用下的屈服破坏和由外载产生的破坏,分析了各类问题的特性和模拟方法。以桩基础的垂直承载力、砂土振动液化、边坡稳定分析为例,阐述了小比尺离心模型试验和分析的一些思想和手段。

有压引水系统非恒定流模型相似比尺的分析与选择

从有压引水系统调压井涌浪方程和压力管道水击方程出发，导出了模型与原型相似的条件，分析了各物理量比尺间的关系；讨论了模型比尺的一些限制条件；论述了长引水系统的整体模型采用正态通常是不现实的，相似比尺应依据不同的试验要求及客观条件来确定．文中提出了不同研究问题的变态比尺选择方案．

关于“模型比尺”的两种定义

关于“模型比尺”的两种定义苏鲁平（水工研究所）０前言水工模型的比尺定义本不属复杂问题，目前却有两种定义并存，时常导致表述上的混乱。笔者愿对此一抒己见，以供讨论。１与地图比例尺类比现代各类地图都注明其比例尺，地图比例尺的定义是明确而规范的。比例尺１∶２...

模型黄土高原建设与研究的若干问题探讨

模型黄土高原是为研究黄土高原水土流失规律和水土保持治理模式、治理效益,借助实体模拟理论与技术、测控技术、信息技术等而构建的高科技试验研究模型体系。模型黄土高原的物理模型具有广义性、多目标性、多类型性、典型性、交互性特点。模型黄土高原需要研究的内容包括水土流失规律、水土保持治理模式和水土保持效益三方面。讨论了建设模型黄土高原的技术路线和工作基础,认为借鉴国内外已有的水土流失规律和土壤侵蚀预报模型研究成果,依托黄委科研机构,已初步具备了建设模型黄土高原的条件。

“模型黄土高原”的组成及建设内容

“模型黄土高原”由原型观测系统、实体模型和比尺模型 3部分组成。通过原型观测系统、实体模型和比尺模型的建设与研究 ,可尽快摸清黄土高原各个不同类型区的水土流失规律 ,探求快速、有效的水土保持措施配置和综合治理模式 ,实现对水土保持效益进行科学、定量的分析和评价 ,从而为黄河水土保持生态建设及维持黄河健康生命提供有力的科技支撑和理论依据。

模型黄土高原建设内容与技术路线

介绍了模型黄土高原建设的总体目标。其建设的基本内容包括原型观测系统、野外试验小区、室内比尺模型;技术路线是在不同类型区选择典型小流域建立模型,通过扩大试验区,采集相关数据,将模型外延,进而建立黄土高原模型群体系;主要研究内容包括水土流失规律、水土保持治理模式和水土保持效益。

水电站引水发电系统过渡过程整体物理模型试验探讨

水电站引水发电系统过渡过程是流体、机械、电气、甚至结构相互耦合的复杂的动态过程 ,现有的将水、机、电分开研究的方法及成果无法满足大型长输水道地下式水电站设计和运行的需要 ,所以需要开展水电站过渡过程整体性物理模拟。本文作为初步的探讨 ,着重介绍模型比尺、水机电整体模拟、控制测试以及大波动、小波动和水力干扰等过渡过程的试验结果 。

水泵进水池模型试验新方法研究

针对我国目前水泵进水池模型试验相似准则不明确 ,忽视观测水泵进口流态和吸水管内涡流强度等缺陷 ,提出了水泵进水池模型试验研究的新方法。开敞式水泵进水池模型试验按弗劳德数相似准则模拟。不带泵进行试验 ,模型比尺的选取应保证一定的进水池宽度、水深和吸水管直径 ,从而提高试验结果的可靠性。模型试验应重点检查进水池中是否出现有害的水面涡和水下涡 。

土工动力离心模型试验中物理破坏模拟比较及关键问题

针对土工动力离心模型试验中模型与原型在动力响应和动力破坏模拟两个不同层次的相似程度。首先分析总结离心模型试验在动力响应模拟、动力破坏模拟两个方面的研究发展现状;然后分析这两种模拟模型中的相似比尺的实现要求、特点和区别;最后,针对抗滑模型桩和地铁模型,分析推导动力离心模型在动力响应模拟和动力破坏模拟中具体的模型理论比尺关系和关键问题,进一步指出目前土工动力离心模型试验研究存在的一些问题和发展方向。分析结果表明,针对模型与原型的相似比尺关系,动力破坏模拟模型的相似条件远比动力响应模拟模型的相似条件要求更为严格,这也是动力破坏模拟模型能够揭示岩土结构原型破坏的根本原因。

基于阻力相似条件下的桩群物理模型设计方法

在Froude数相等的水力模型中,按模型比尺缩小桩群结构,模型雷诺数减小,其阻力系数与原型不相等。为了研究模型满足桩群的整体阻力相似条件,在30m长、3m宽、0.26m深的循环水槽中进行一系列桩群阻力试验,得出桩群阻力系数与桩数、桩距、桩排列方式的关系。根据试验数据和相关的文献资料成果,按照阻力相似理论进行实际码头桩群模型设计,在保证阻力系数相似的前提下提出了模型码头桩群的设计方法。结果表明,考虑阻力相似设计的物理模型试验可以更好地反映实际桩群工程附近的流场分布和流态,为工程区域的泥沙冲淤模拟和地形验证提供了水流条件。

小浪底库区管道输沙模型设计

分析了小浪底库区管道输沙模型设计中模型比尺、模型沙选择、含沙量比尺及阻力校正等问题。结果表明:①以中值粒径略大于原型沙的天然沙作为模型沙为宜;②模型沙选定后,可试算得到模型含沙量比尺;③阻力校正可根据流体雷诺数的不同来进行。

黄浦江倒虹管内泥沙冲淤的浑水模型试验研究

针对上海市污水治理二期工程中越黄浦江大型倒虹管泥沙冲淤问题 ,进行了浑水模型试验研究 .模拟结果显示特别在运行初期管内会产生严重淤积 ,必须调整运行工况 .综合模型试验及理论分析结果 ,并结合吴闵污水外排工程泵站实际运行能力 ,提出了临界运行流量标准及几点管理措施 .