泄洪洞变底坡掺气坎掺气特性研究

针对高水头小底坡泄洪洞采用常规挑(跌)坎存在的空腔回水现象严重、稳定性差、水头变幅适应性差等问题,通过模型试验的方法,结合如美水电站放空洞,对“挑坎+平缓坡+陡坡”的变底坡形式掺气坎进行系统研究,揭示了变底坡掺气坎各部位(挑(跌)坎、平缓坡段以及陡坡段)对掺气空腔的影响机理。结果表明:在水位大幅变化过程中,变底坡掺气坎对应的空腔充满回水的临界水头值为73.5 m,比常规掺气坎提高了29.4 m。研究结果可为高水头小底坡泄洪洞的掺气设施布置提供参考。

扩大头笼芯囊锚杆在输变电工程边坡支护中的研究及应用

扩大头锚杆以其锚固段和扩大头的端头效应提供足够的抗拔锚固力,具有抗拔承载力大、适应性强、工程经济性优等特点。近年来,该技术发展迅速,被广泛运用于建筑底板抗浮、深基坑支护、边坡治理等工程中。本文利用有限元软件MIDAS/GTS分析一种扩大头笼芯囊新型底锚结构与土体相互作用过程及其破坏形式,验证了规范极限抗拔承载力计算公式的合理性,并对影响极限抗拔承载力的因素进行了讨论。针对某220kV输变电工程土质边坡实例,采用扩大头笼芯囊新型底锚结构支护与普通锚杆支护的设计对比分析,验证了该技术在输变电工程中运用的可行性与良好的经济技术效果。

格宾堤防边坡动态水头下的浸润过程及稳定全状态函数

格宾支挡在堤防工程中起重要支护作用,长期水位变化使其出现安全性计算模糊等问题。为此,通过室内模型试验及数值模拟,对格宾支挡边坡动水浸润过程及稳定状态进行了研究。结果表明:1)格宾支挡边坡的动态水位浸润主方向表现为由坡脚向坡体内的分散辐射状,区别于素土边坡的圆弧形,且平均浸润速度仅为后者的0.3~0.5倍;2)格宾结构与坡体耦合稳定性好,动态浸润过程中无超孔隙水压和基底绕流现象;3)建立了4种工况下动水浸润边坡的稳定全状态函数,发现格宾支挡边坡(有格宾有基岩)稳定性系数随水位变化幅度最小。研究结果明晰了动水条件格宾挡墙边坡稳定性变化的浸润特征,为堤防边坡工程的施工设计及运行监控提供了理论指导。

隧道进洞施工简易力学分析方法

隧道进洞采用“导向墙+大管棚”的方法在围岩较好时,存在浪费的问题,而在围岩较差时,存在针对性不足且不够安全的问题。为了解决该问题,采取库仑土压力理论对隧道进洞施工过程中的洞口仰坡土压力进行计算分析,得出洞口端墙是稳定洞口仰坡的重要措施,控制初期支护沉降是洞口段施工的关键。以朗肯土压力原理计算出隧道各级围岩“浅埋等压”埋深,浅埋等压时隧道支护结构处于无弯矩的有利应力状态,而只有侧向荷载作用下的支护结构为最不利应力状态,计算其支护结构最大内力,得出结构的合理厚度,对于外露及接近外露的浅埋偏压支护结构部位采取以增加结构截面厚度为主的措施来应对。偏压状态的实质是正压状态下主应力作用方向的竖向偏转,将偏压初期支护的计算分析简化为正压主应力方向的偏转即可。以工程实例来对照说明“导向墙+大管棚”进洞和“棚洞”法进洞二者的优劣,证明当前隧道进洞方案有很大的优化空间,并以一个具有全、强风化花岗岩地质,具有支护结构外露的显著浅埋偏压的工程实例来验证说明上述技术的优势。本文认为以挡土墙来稳定洞口仰坡是隧道进洞的关键措施,洞口段施工的重点在于控制支护沉降,支护结构外露的浅埋偏压隧道应采取增大外露部位的支护结构刚度的处理措施。

地形条件及地下水位与植被覆盖率相关关系研究

植被覆盖率常作为地表蒸腾、降雨截流、水体流失的重要因素,也作为生态环境影响评价中的关键因子。而植被覆盖率又受到地形条件、坡度、地下水位高程等因素影响,因此研究植被覆盖率与其影响因素间的相互关系具有重要意义。本文针对某磷矿矿区,使用MGWT和ArcGIS软件提取坡度、地下水位、植被覆盖率等数据,分析得到不同坡度、地下水位埋深与植被覆盖率间的相关关系,得到如下的结果:在地下水补给区、径流区、排泄区地下水位埋深逐渐变浅,使得植被吸收地下水分的能力增强,有利于植物生长,地下水位高程与植被覆盖率之间的相关系数随着地下水位高程增加而减小,直至为负相关;坡度与植被覆盖率之间的相关系数呈现正相关,即坡度越大,植被覆盖率与坡度间的相关性越强。

高水头作用下饱和边坡破坏物质点法模拟研究

水是影响边坡稳定的重要因素之一,对于大变形的边坡破坏问题,难以使用有限元等网格方法进行分析,物质点法由于不受网格畸变影响,在模拟岩土大变形问题上有巨大的优势。为了探究高水头作用下,饱和边坡的破坏机理及其破坏行为,使用完全耦合的半隐式物质点算法来模拟饱和滑坡问题。通过一维自重固结模拟来验证物质点算法的正确性,模拟了二维饱和摩尔-库仑土块在高水压作用下其破坏过程,证明物质点算法能够准确捕捉水压及应力的发展过程。模拟了高水头作用下饱和边坡的破坏问题,结果表明,在7 m额外水头作用下,边坡发生整体破坏,由于上下土层的不连续性,破坏主要发生在上层土中,坡脚位移几乎为水平,最大位移约为5 m,坡面的最终位移与实验结果吻合。物质点算法能够较为准确地预测高水头作用下坡体的破坏行为。

桥头引道设计要点及桥头跳车量化指标探讨

剖析了桥头跳车的发生机理,总结了桥头引道设计中存在的问题,从桥头原地基处理方案、处理长度、路堤防护、台背回填、桥头搭板长度及厚度参数的选取、搭板头接茬处详细设计等方面进行设计总结,探讨了桥头跳车量化判断的目标值,从桥头变化值和容许最大台阶高度,提出量化桥头跳车判别指标,拟作为桥头引道设计的容许纵坡和台阶高度的控制性指标,虽然建设成本略增加,但能根治桥头跳车现象。

隧道仰坡落石冲击模型试验研究与机制探讨

以在建的成都-兰州(成兰)铁路某隧道出口仰坡为研究对象,研发了大型落石冲击边坡模型试验系统,该系统由模型试验台架、落石三维空间释放装置、高速摄影系统等组成,结构强度高并能满足试验过程的可视化需求。根据现场岩样实测物理力学参数,采用凡士林、硅油、水泥、细沙、重晶石粉、石膏以及滑石粉等原料,研制出现场千枚岩和砂岩的相似材料,并用于模拟边坡和落石。通过开展物理模型试验研究了近长方体落石初始滑移角度、形状、质量等3种因素对碰撞恢复系数这一落石运动轨迹模拟中关键参数的影响,同时在落石下落冲击的过程中,利用高速摄影仪和坐标卡尺记录落石完整的运动轨迹,后期通过视频处理软件分析落石与边坡碰撞前后的速度变化,根据公式计算出落石法向和切向的碰撞恢复系数。试验结果表明:随着初始滑移角度的增加,板状试件的法向、切向恢复系数分别呈减小和增大的趋势,且切向恢复系数变化更加明显;落石法向恢复系数随质量的增加呈明显减小的趋势,而切向恢复系数值变化不大;对于近长方体落石,立方体试件的法向和切向恢复系数大于厚板状试件,条形试件的两向恢复系数值受碰撞接触形态的影响,呈现两极化的趋势。最后,结合试验现象以及前人的研究成果对落石运动冲击机制进行了初步探讨。

降雨入渗过程中土质边坡稳定性计算

在室内试验资料基础上,提出了土体抗剪强度与降雨入渗时间以及土体含水率的函数关系,修正了考虑土条间相互作用力的简化毕肖普方法,使之能够体现边坡土体含水率变化引起的土体强度降低现象。采用Fortran语言设计平台,开发了耦合饱和-非饱和渗流有限元计算与边坡稳定极限平衡方法(修正的简化Bishop方法)的计算程序,考虑边坡土体抗剪强度参数随着降雨入渗发展、含水率变化而变化,采用饱和-非饱和渗流计算降雨期间边坡土体含水量变化以及扩展过程。计算了物理试验模型在降雨条件下,土坡内部渗流发展过程,以及边坡安全度的变化情况。计算结果与试验结果吻合,与修正前简化Bishop方法计算得到的边坡安全系数相差35%左右。本文提出的计算方法为降雨诱发土质滑坡研究提供了一种新的可供参考的定量分析方法。

非淹没丁坝端坡对附近水流结构的调整作用

为了研究非淹没丁坝端坡对水流结构的调整作用,采用水槽试验和三维浅水模型相结合的方法,比较丁坝阻水面积相等条件下端坡系数分别为0,3,5和7时丁坝附近的表层平面流场、底层平面流速分布和底层切应力分布情况.结果表明:(1)端坡系数的增加使得丁坝下游表层相对回流长度和相对回流宽度减小;(2)端坡的存在能够显著减小底层平面强相对流速范围和强相对切应力范围,且端坡系数越大效果越明显.

昆明市松华坝水源区不同利用类型坡地氮素输移规律研究

采用径流小区法对昆明市松华坝水源区牧羊河中游5种不同利用类型坡地地表径流及流失土壤的N(氮)素输移情况,在2007年雨季进行了观测分析。结果表明:不同利用类型坡地N素流失量和水土流失量具有一致性,径流泥沙中,N素流失量分别是裸地>豆地>马铃薯地>林地>草地;径流中,N素流失量依次为裸地>豆地>马铃薯地>林地>草地;5种不同利用坡地截流能力依次为草地>林地>马铃薯地>豆地>裸地。随着截流能力的提高,其径流流失量和土壤侵蚀呈递减趋势,因而N素流失量也逐渐减少;其次,坡度、施肥及土壤自身N素含量也是影响土壤N素流失的重要因素,因此控制水源区水土流失是控制由于N素流失而引起的面源污染的主要途径。

降雨条件下体积含水率对堆积体边坡渗流特性的影响研究

锦屏水电站对外交通专用公路K48＋722～800段滑坡受降雨影响明显，其深层稳定性关系到工程安全。本文依据实验数据，采用Fredlund-Xing方法拟合出滑坡体材料的土水特征曲线，以体积含水率反应土体初始湿润状态，研究了降雨条件下边坡压力水头的演化规律，体积含水率对压力水头以及边坡稳定性的影响。结果表明，降雨初期，坡体表面以及滑面处压力水头先增大，并向坡体内部逐渐扩展。雨停一段时间后，坡体表面以及前缘区压力水头逐渐消散，滑面后缘局部地区压力水头会有所升高，压力水头随着体积含水率的增大而增大。体积含水率较小时，在一定的时间内，边坡的稳定性系数先保持稳定，后缓慢降低；当体积含水率较大时，雨停一定时间后边坡的稳定性系数会出现上升的趋势。

坡地地貌岩体基坑抗浮水头试验模拟与分析

通过自制试验模型,对坡地地貌岩体基坑在不同降雨强度和坡度下的抗浮水头进行研究,并与有限元程序计算结果对比分析,验证了前期所推导的抗浮水头计算公式的合理性。通过研究进一步表明极端降雨条件下,基坑下游最低点向坑外溢水时,基坑上游水位并不与最低点持平而是持续增长,若取下游最低点作为抗浮水位值,工程将不能满足抗浮要求,存在安全隐患。

持续降雨条件下岩质边坡暂态水头的计算方法

持续降雨条件下,边坡浅层所形成的暂态水头变化对边坡稳定性具有重要的影响,一直是水工渗流研究领域内的热点和难点。鉴于当前理论上和技术上的困难,提出了根据降雨量及岩体的孔隙度估算边坡浅表中暂态水头大小的新方法,并结合工程实例对高边坡不同降雨情况下的暂态水头进行了计算,计算结果基本合理。从而为工程上边坡暂态水头的计算提供了一种简单的估算方法。

三维网垫喷播植草护坡防径流冲刷机理研究

三维网垫喷播植草护坡作为一种重要生态防护形式而被广泛用于土木工程领域。通过结合水力学和河流动力学原理,分别采用坡面糙率和拦淤栅模型来模拟三维网垫和坡面植被作用,建立了网垫引起的坡面沿程水头损失和植被引起的径流局部水头损失计算式,并由此建立了三维网垫喷播植草护坡时坡面径流速度的计算表达式,综合对比分析了边坡坡角、网垫类型、植草类型和植株密度对坡脚流速的影响。结果表明:坡脚流速随坡角增大而增大;坡脚流速随网垫类型变化而无明显变化,但无护坡时流速明显降低;坡脚流速随植株和叶部倾角增加及植被密度增大而减小。通过计算还得到不同土质边坡的颗粒启动速度与坡脚速度相等时,护坡所需植株最小密度值。所得结果对三维网垫喷播植草护坡的工程实践具有重要的指导意义。

薄壁不锈钢内凹旋转体封头的研制

介绍了一种形状特殊的薄壁不锈钢半圆内凹异形旋转体封头的制造方法 ,着重介绍了成型、坡口加工、瓜片组装。

提高内河斜坡式集装箱码头装卸效率的研究

随着西部大开发战略的实施，如何提高内河斜坡式集装箱码头的装卸作业效率问题，成为了新的研 究课题。本文在分析我国内河斜坡式集装箱码头装卸工艺现状和问题的基础上，提出一些提高内河斜坡式集装箱 码头装卸效率的新措施。

黄河滩岸稳定性影响因素的敏感性分析

黄河滩岸的崩塌失稳将会对滩地和村庄造成严重冲蚀,甚至造成堤防冲决,对黄河滩岸稳定性及其影响因素的敏感性进行分析具有重要的工程实践意义.选择了影响滩岸稳定性较大的主要因素(土体凝聚力c、坡体内水头H和坡角α)进行分析.由c、H及α变化组成不同分析工况,采用边坡稳定性分析方法,分析了滩岸稳定性,并在此基础上研究了滩岸稳定性对c、H及α的敏感性.分析结果表明:在各种计算工况下,黄河滩岸是稳定的;c是影响滩岸坡体稳定性最强的因素,其敏感性随坡角及水头的增大而增强;H对滩岸坡体稳定性影响次之,其敏感性随坡角的增大而增大,随凝聚力的增大而减小;α对坡体稳定的敏感性相对较小,其随凝聚力的增大而减小,随水头的变化不明显.

水位变化下潜在不稳定坡渗流场及稳定性分析

采用有限元软件GEO-Studio中的SEEP/W对某水库潜在不稳定坡渗流场进行模拟,计算库水位上升、骤降过程中,库岸边坡岩土体内地下水位的分布特征,以及库岸边坡岩土体内各点的水头和水头压力,并由此分析库岸边坡的稳定性。结果表明:Ⅳ号潜在不稳定岸坡在库水位骤升、骤降情况下,出现欠稳定状态,若水位骤升、骤降速度过快,则可能会引起潜在不稳定岸坡失稳,分析结果与岸坡的实际情况基本吻合。

反应堆自动调平检修平台设计

根据高温气冷堆球形顶盖的特点,以及重要核级设备表面不得有划痕或损伤的要求,设计了一种就位于反应堆球形顶盖且可自动调整水平的专用检修平台。该检修平台支腿采用上下两段分别伸缩的方式,可有效防止支腿相对反应堆顶盖滑动,以免对核级设备造成损伤;系统的3条支腿上部向内倾斜,1条支腿与中部安装框架垂直的布置方式,使支腿受力更好,更能适应球形顶盖的特点。