百色水利枢纽主坝坝基三维抗滑稳定分析

百色水利枢纽位于广西百色市郁江上游的右江河段,其溢流坝段深层抗滑稳定问题受到高度关注。由于溢流坝段不同断面的二维安全系数相差较大,很难确定整个坝段的抗滑稳定安全系数,采用基于上限定理的三维极限分析方法来分析这一问题。计算中采用的岩体参数通过地质力学试验以及节理随机网络模拟确定,分析了两种最可能的滑动模式。结果表明,在考虑三维效应之后,溢流坝段可以认为是安全的。然而,为进一步确保坝基的安全,需要在溢流坝段坝踵位置建造一个5m深的齿槽。

XYPEX对混凝土裂缝的修复性能试验研究

混凝土建筑物的裂缝会在不同程度上影响其功能。XYPEX水泥基渗透结晶型防水材料由于其良好的自愈合性能和防水性能而应用于混凝土裂缝修复。通过试验分析了XYPEX对不同龄期混凝土开裂的修复性能,借助扫描电镜和能谱仪进行观察分析不同养护条件及裂缝宽度对修复效果的影响。试验表明:潮湿和水分充足的养护条件对混凝土裂缝修复更有利;缝宽较大时,生成物的尺寸越大,数量越多;XYPEX对砂浆裂缝面的处理对裂缝起到了有效的修复作用。

不同加载速率下饱和混凝土的劈拉试验研究及强度变化机理

利用大型液压伺服试验机研究了不同加载速率下饱和混凝土与干燥混凝土的劈拉强度变化情况,试验研究表明:在准静态加载时,与干燥的混凝土相比饱和混凝土的劈拉强度有所降低,随着加载速率的升高,饱和混凝土的的动态劈拉强度有较大的提高。通过对干、湿混凝土强度变化的比较表明:孔隙及裂缝中的自由水对混凝土强度有所影响。根据细观层次上、不同加载速率下裂纹中孔隙水压力的作用形式(即低加载率时孔隙水的“楔入”作用和高加载率时的“Stefan效应”),利用断裂力学来探讨不同加载速率下饱和混凝土劈拉强度的变化机理。结果表明:提出的机理可以较好地解释饱和混凝土强度的变化情况。

分布式水文模型结合雷达测雨用于三峡区间的洪水预报

长江三峡区间因暴雨形成的洪水峰高量大,对三峡水库防洪安全和运行调度的影响不容忽视。依据三峡地区的地形地貌特征,采用基于GIS的分布式水文模型来模拟区间洪水过程,以尽量减小洪水预报中的不确定性。研究表明,降雨信息缺失是洪水预报不确定性的主要来源,尤其是在雨量站稀疏的山区,雨量站观测的降雨信息难以充分表征降雨空间变化。为此,进一步尝试利用雷达测雨数据作为分布式水文模型的输入,通过对2个小流域的示例研究,结果表明雷达测雨能捕获降雨的空间分布,它与分布式水文模型相结合,是提高洪水预报精度的有效途径之一。

准脆性材料破裂过程失稳的尖点突变模型

岩石等准脆性材料在非刚性加载条件下的非稳定问题研究,有助于预报材料或结构的失稳破坏、推断灾害等突变现象的剧烈程度。首先推广了基于Weibull分布而建立的特殊的破裂过程失稳的尖点突变模型,得到材料破裂过程的失稳条件、失稳开始时系统的总变形、失稳前后的变形突跳和系统能量释放的一般表达式,从而阐明一般情况下,失稳及其剧烈程度完全由材料性质及加载体的刚度决定,而且失稳程度与干扰程度即总变形无关。结合基于Weibull和对数正态分布的两种本构曲线进行讨论,从中推得系统的起始刚度之比越小,越易发生失稳,系统的总变形越明显,而失稳突跳和能量释放越大;材料均匀程度的影响是双重的,当材料比较均匀时,均匀度减小,整个系统的总变形随之减小,失稳加剧;当材料过于不均匀,继续减小均质度则情况相反,以致不发生失稳。还利用建立的力学模型,给出上述两个材料本构方程的参数之间的关系。

XYPEX浓缩剂对混凝土抗冻性的影响

XYPEX水泥基渗透结晶型防水材料在20世纪八九十年代开始在我国应用之后,以其良好的防水性能,及施工便捷、耐酸碱、抗腐蚀、无污染等特点逐渐被推广和应用。试验证明:在混凝土表面涂刷XYPEX浓缩剂对提高其抗冻性有帮助,且受冻前XYPEX龄期越长效果越明显;混凝土本身的龄期长短不同,冻融破坏的表现形式和XYPEX影响程度均不同。早龄期(28d)混凝土受冻后发生表面剥落,表面涂XYPEX之后抗冻性提高显著,而龄期较大(56d)混凝土受冻后虽然动弹模明显下降但表面剥蚀现象不严重,表面是否涂XYPEX对抗冻性影响不大。此外,养护条件对XYPEX的抗冻效果有影响,泡水养护的XYPEX保护层对提高抗冻性效果比喷水养护更好,因此XYPEX适合应用于水工混凝土等水分充足的工程环境中。

论河流治理的方向

河流治理工程可以使人们更好地利用河流,产生经济效益,但同时也带来一些不利影响,严重时人们不得不考虑将河流重归"自然化"。随着越来越认识和尊重自然规律,人们发现只有通过河流综合管理,才能使河流利用、河床演变以及河流生态三个方面达到协调和统一。在总结国内外治河经验的基础上,提出了河流综合管理的概念和河流治理的方向。河流综合管理包括:对河流的上、中、下游及河口全盘考虑,统一规划,不因局部效益牺牲整体;在通过水资源利用、防洪和发电等取得经济效益的同时,尽量减少对水文过程、河床演变、环境与生态的不利影响。

线性等参单元逆变换的几何二分法及其修正

在证明线性等参单元的一个几何特性的基础上,提出了线性等参单元逆变换的几何二分法。几何二分法简单易行,避免求解高维高次非线性方程组。在几何二分法基础上,提出一种修正措施以消除畸形单元对所求结果的影响,几何二分法及其修正措施克服了以往方法存在的缺点,两个实例验证了由几何二分法及其修正措施进行等参逆变换的正确性。

边坡稳定极限分析的单元集成法

提出的单元集成法为采用塑性力学上限定理分析边坡的稳定性提供了一种通用性较强的手段。它采用类似于有限元网格划分的方式离散边坡计算区域,并设定一个机动许可的滑动机构(包括滑裂面位置和速度场,它与网格划分方式无关),在此滑动机构下可以很方便地计算每个单元贡献的外力功率和内能耗散率。把所有单元的能量相加就是滑坡体的总能量。然后,根据上限定理求得安全系数,并通过非线性数学规划方法找到最小值。对于直线滑裂面或对数螺旋滑裂面的单滑块机制,几个典型算例说明了该方法的有效性。

泵站前池非连续挑流消能防沙技术措施

通过前池水力过流情况分析和改造前现场试验,发现前池流态紊乱导致了田山一级泵站机组的剧烈振动和颤振.提出了由非连续底坎、非连续挑流墩和两道压水板组成的非连续挑流消能防沙技术措施,并对改造后泵站的运行情况进行了现场试验.试验结果表明,采用技术措施改造后,前池、进水池流态和水泵进水条件得到了显著的改善,池中断面流速分布趋于均匀且断面紊动能量明显降低;测试机组单泵流量平均提高了0.14 m3/s,水泵效率平均提高了4.99%,泵站装置效率平均提高了3.88%;消除了泵体颤振,使水泵喇叭口振动标准由4.5级烈度降低到1.8级烈度;减缓了前池和进水池泥沙淤积,使试验前池和进水池清淤时间由改造前的运行800h延长至改造后的运行1 300 h,防沙效果良好.非连续挑流消能防沙措施为多泥沙河流泵站技术改造提供了一种简单有效的方法.

陡倾岩层矿区地应力回归与分析

当采用数值方法对大范围地质体进行模拟时,能否准确的模拟构造应力决定着模拟结果的可靠性。本文以某陡倾岩层铅锌矿区为研究对象,基于实测地应力数据,利用多元线性回归的方法进行矿区地应力回归。在获取回归方程自变量时,根据地层分布建立FLAC3D数值模型,分别考虑在x方向、y方向施加位移,并考虑自重荷载作用下获得三种工况下对应实测点的x方向与y方向应力。为获取较高精度的回归应力,利用Matlab基于回归方程因变量与对应实测应力残差采用最小二乘法原理计算回归方程的系数,根据回归方程将三种工况下获得的x方向与y方向应力进行叠加,并依据破坏准则对最小主应力进行修正,而需要修正的最大主应力则根据程序计算获得。结果显示多元线性回归方法简单易行,但对于数据离散性较大的区域,局部回归误差相对较大。根据程序计算获得应力场既能保证监测点处的精度,又能确保全局应力的合理性。在D_1e地层中,应力集中明显,偏应力最大,岩体易受扰动破坏。

农村水库移民征地补偿合约探讨

水库移民可视为一种特殊的产权交换现象,水库移民征地补偿与安置政策即是对这一产权交换行为进行约束的合约。从合约选择的视角,分析了真实世界的约束条件与合约条款之间的内在逻辑关系。给定水库移民使用货币资产获取收入的不确定性增加的前提,则含义着政府承担水库移民的总成本增加,政府减低水库移民总成本的动机,便表现为对水库移民获得的货币资产施加使用约束,土地安置是一个约束方式。在土地安置成本上升,成为合约选择新的局限条件时,水库移民补偿资金的社会保障使用或长期补偿即成为适应新的局限条件要求的约束形式。

无限深透水地基上土石坝微透水水平防渗体对渗流的影响

对无限深透水地基上土石坝微透水水平铺盖防渗体长度的选取进行了相关的模型实验,再利用有限元法建立数学模型进行理论计算,并将理论数据和实验数据进行对比分析,最后通过微渗透防渗体和不透水防渗体的渗流数据进行对比,进而确定了微透水水平铺盖的长度。

边坡深层抗滑稳定动力分析

岩体结构面在循环加载条件下的力学特性直接关系到上部结构的稳定安全。本文结合边坡动力抗滑稳定工程算例,采用有限元接触分析方法,对岩休结构面的理想弹塑性模型、简化非线性模型、考虑剪胀和磨损等现象的复杂非线性模型的计算结果进行了对比分析。接触面的理想弹塑性模型低估了接触面的变形能力,计算出的位移偏小,屈服区范围偏大,安全系数偏小。简化非线性模型的刚度随变形的增加而减少,增强了接触面的变形能力,计算出的位移增大,屈服区范围偏小,安全系数偏大。天然岩体结构面具有峰值剪切和剪胀特性,在循环加载条件下,峰值摩擦角、剪胀角会逐步磨损,考虑这些复杂特性后,模型计算结果处于理想弹塑性模型和简化非线性模型之间,更准确地模拟了接触面的受力变形特性。

地下洞室陡倾角层状围岩的静动力稳定性研究

以布伦口-公格尔水电站引水隧洞工程作为研究对象,研究层状岩体条件下当节理面与隧洞洞轴线近乎一致时的围岩稳定性,通过对层状岩质隧洞建立的物理模型,将其转化为等厚度岩质矩形板在纵向荷载作用下静动力学分析的问题,得到在静力作用下的临界荷载公式和在周期性动力作用下的动力不稳定区域,二者相结合,研究岩质矩形板是否发生失稳,为以后将大倾角岩层转化为矩形板分析提供了理论依据,最后利用工程算例进行分析说明。

三维虚拟仿真研究框架

仿真平台建立的目标是为了更加方便快捷地管理事务,得到科学的结论,包括各类信息的统计分析和各种规律的模拟计算,最终做出合理的决策,例如通航管理、防洪决策等。主要探索构建三维仿真平台的总体框架,并对平台所涉及的各项关键技术进行了研究。

水力机械综合试验台水力循环系统模块化设计

通过水力计算、系统集成创新,模块化设计水力循环系统,在有限空间内实现了大容量、灵活使用的水力循环系统,试验台满足IEC有关规程的规定,满足不同种类、不同结构、不同功能的水力模型试验机组的科研、教学实验要求,同时可拓展完成水力学试验,试验台具有高精度、高稳定性、多功能、灵活安装、便于使用特点。

带前置导叶离心压缩机非定常流动的数值模拟

利用CFX对无导叶和前置导叶大预旋角度下离心压缩机内部流动进行了数值模拟,分析了叶轮表面的压力分布规律.前置导叶正预旋40°的非定常流动计算结果显示,导叶及叶轮表面均发生了流动分离,导致流场内产生了较大的压力波动,波动主频率为2 422 Hz,叶轮流道内旋涡的周期性发展是导致叶片表面压力波动的主要原因.

基于计算接触力学的粗颗粒土体材料细观性质模拟

采用离散元等数值模拟方法研究粗颗粒土体材料的细观力学行为,是近年来岩土力学的热点研究课题。提出了一种基于计算接触力学的粗颗粒土体材料细观力学行为模拟分析新方法。该法将土体颗粒剖分成一定数量的单元,通过计算接触力学方法模拟颗粒间的多体接触行为,是一种基于有限元变分原理的隐式数值求解方法,具有严格的理论基础。和离散元法方法相比,该方法在描述颗粒本身的力学特性方面具有优势,可以计算得到颗粒内部的应力分布情况,从而为颗粒破碎等细观行为的模拟计算提供依据。利用所发展的粗颗粒土体多体接触有限元计算程序,进行了不同围压的常规三轴数值试验,模拟计算结果符合粗颗粒土体材料三轴试验的一般规律,初步验证了所提出的计算方法的适用性。

特高拱坝温控曲线合理性改进与复核

随着智能温控技术提升,特高拱坝浇筑中的“三期九阶段”温控模式也可简化,使其更好改善混凝土内部应力。结合施工监测数据,本文提出“一期三阶段”和“二期六阶段”两种更简化的温控模式。通过数值模拟,控制冷却的各阶段,以拱坝内部应力变化过程来分析各曲线优劣。结果表明:“一期三阶段”温控模式在最短时间内使混凝土从最高温度降到封拱温度造成的应力影响最小;三种模式中,“一期三阶段”最大拉应力值远低于另外两种模式;三种曲线在120天、150天、180天达到封拱温度时,混凝土内部应力均远低于安全曲线,仅延长通水时长,对坝体应力影响不大;对于“三期九阶段”温控模式,减小坝体应力的关键在于合理调整降温速率和降温与控温时长的比例。