摘要：聚脲与聚氨酯相比,具有绿色环保、耐久性好、力学性能优异、施工面适应性强等优势,聚脲基防渗层被广泛应用于水工结构中。鉴于防渗聚脲尚无成型的结构设计计算理论,惯常采用的经验性设计可能会导致不安全、不合理、不经济的设计结果,本研究通过探讨聚脲基表面防渗涂层非线性分析的关键理论,基于有限单元法建立了非线性数值模型。在涂层基面开裂、水压荷载作用、伸缩缝变形等不同受力工况下,通过对材料的受力变形行为、剥离行为、破坏模式等分析,总结了涂层受力变形规律,并基于分析结果,提出表面防渗聚脲设计流程。研究表明:对于水压作用下的涂层基面开裂工况,涂层最大应力随水压荷载、粘结强度增大而增大,随开裂宽度变化不显著,涂层剥离长度随粘结强度增大而减小,随开裂宽度增大而增大;对于伸缩缝变形工况,涂层剥离长度均随涂层厚度增大而增大,涂层剥离长度随伸缩缝变形量增大而增大,随粘结强度增大而减小,剥离长度随水压荷载变化趋势不显著;涂层最大应力随涂层厚度增大而减小,随粘结强度增大而增大,随水压荷载增大而逐渐增大。最终基于数值分析结果提出了考虑伸缩缝变形工况下的聚脲涂层结构设计方法,形成设计流程并计算机软件化。

摘要：南水北调中线工程冰期输水能力受限已成为制约工程安全运行和社会效益发挥的巨大障碍。认识和辨析通水以来中线干渠冬季水温冰情演变规律及影响机理,是中线干渠冬季输水能力提升亟需解决的关键问题。本文基于2011—2023年中线干渠连续12个冬季的气象、水力、冰情等原型观测资料,分析了中线干渠水温冰情时空分布本底和特征规律,明晰了影响中线干渠冰凌生消的关键因素,针对性提出了冬季输水能力提升的相关应对策略。分析表明:通水以来冰情发生的范围和时间相比理论预想偏小、偏短,冰凌影响区为七里河倒虹吸至北拒马河暗渠段,冰塞风险区为滹沱河倒虹吸至北拒马河暗渠段,多年平均冰厚15 cm,历史极端冰塞厚2.9 m,冰凌壅水最高值0.73 m;干渠冬季水温由南向北递减,依次出现岸冰、流冰和冰盖,日均气温转负后相应的断面平均测量水温在2.5、1.0和0.25℃左右,且沿程水温下降速率与流量和气温呈负相关,即增大输水流量可减缓水温下降速度;影响冰凌生消的关键因素是气温、流量、太阳辐射和风速,典型年如2016年的严重冰情与1月低累计负积温、大输水流量和短时寒潮叠加有关,漕河等渡槽失温快产冰量大与风速密切相关。基于上述分析,未来可考虑结合气象、水情、冰情实时监测和智能预警预报,建立水温-水量-水力协同调控和动态调度技术体系,重点从缩短冰期输水时长、降低冰情影响范围、优化关键控制指标和挖潜渠道防冰塞性能等多方面全面提升南水北调中线工程冬季输水能力。

摘要：【目的】雨、雪、波浪、风等作用常会引起土壤侵蚀。生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP/EICP)由于环境友好的特点已成为岩土和地质领域的研究热点之一。为了探究MICP/EICP在土壤抗侵蚀性方面的效果,【方法】介绍了MICP/EICP的矿化过程,基于现有成果总结了MICP/EICP改善不同类型土壤侵蚀效果。【结果】结果显示:对于土壤适应性,MICP处理粗砂的无侧限抗压强度和CaCO_(3)含量高于EICP,而在粉细砂中结果相反。对于遇水崩解特性,MICP改性黏土中25μm以下颗粒质量减少,75~250μm颗粒质量分数增加,团聚体变大,有效降低了黏土、黄土、黏性紫色土崩解速率和崩解率。对于波浪侵蚀特性,随喷洒固化次数由1增加到4,海岸砂质边坡侵蚀速率呈对数下降,固化18次后,30次潮汐变化下坡角几乎不变。对于切向水流侵蚀特性,1 g/L的黄原胶溶液结合MICP固化2次的样品和0.5 mol/L胶结液结合掺入0.2%纤维所得到的固化土的抗侵蚀性优于单纯高剂量MICP处理的结果。对于风蚀,MICP固化时,0.25 mol/L胶结液可达到抗风蚀效果,而EICP反应较快应加入抑制剂。对于多次干湿和冻融循环侵蚀,MICP/EICP处理试样的强度和侵蚀量都好于未处理试样,EICP处理砂土样的耐久性效果不如MICP明显。【结论】结果表明:MICP适用于粗粒土,生成的CaCO_(3)整体性好;EICP脲酶分子小,工艺简单,可应用于细粒土中,但生成的CaCO_(3)较松散。MICP/EICP作用可有效降低细粒土的遇水崩解特性,有效降低海岸砂质边坡的波浪侵蚀,与纤维或生聚物结合可改善固化土的脆性,抵抗切向水流的侵蚀。低浓度的胶结液配方即可抵抗风蚀。MICP/EICP可提高固化土的耐久性。

摘要：随着全球气温的不断升高,极端天气现象增多,溃坝现象成为水工结构方向需要重点防范的自然灾害。溃坝流的发展会对下游结构物产生巨大的破坏作用,因此深入探究溃坝流现象的水动力学特性以及溃坝流下游结构物所受到的冲击力影响势在必行。本文针对带有结构物的溃坝流动问题现象,采用CEL方法(Coupled Eulerian-Lagrangian analysis,耦合欧拉-拉格朗日方法),对于溃坝流的发展、演化进行了数值模拟。研究结果表明,模拟结果中溃坝流自由表面及流体尖端时程变化与文献试验结果拟合较好,CEL方法可应用在溃坝流现象的模拟,并且具有较好的准确性和精度。结构物材料性能、高度及与结构物与溃坝流间的位置,均会影响溃坝流的运动状态以及结构物的受力变形状态,在不考虑结构物破坏的情况下,提高结构物弹性模量,增加结构物高度,以及减小结构物与溃坝流间的距离均可提高结构物对于溃坝流的阻挡作用。

摘要：以卫星遥感为代表的地表信息空天获取手段是支撑新时期智慧水利建设的重要途径。当前,遥感数据获取能力与处理服务能力之间出现了失衡,大量的对地观测卫星遥感数据被获取,而能够支撑水利业务的遥感数据产品即时服务能力和动态更新频次仍然存在瓶颈,“卫星数据量大、处理流程复杂、产品服务不足”的现状长期存在,制约着水利行业遥感应用的质量和效率。本文通过调研当前国内外遥感大数据加工处理进展,分析了面向智慧水利建设的水利遥感数据处理平台需求,设计了一种水利遥感数据规模化加工处理平台的框架,用于海量卫星遥感数据产品全链路自动化处理,以提升水利遥感数据产品处理质量和服务效率。该平台可以实现超过30种多源高分遥感数据全流程处理,通过动态分配GPU和CPU计算缓存,实现卫星遥感数据正射校正、融合、镶嵌、质检以及水利遥感专题信息提取等流程规模化、并行化和自动化处理,生产满足数字孪生流域建设的卫星遥感专题产品,支撑新时期智慧水利建设的遥感深度应用。

摘要：本文针对面板堆石坝面板顺坡向挤压破坏的钢筋压曲凸起问题开展了试验研究,采用了配有单根立筋的混凝土柱受压试验来模拟面板顺坡向的挤压破坏。试验结果证实了以往研究中无箍筋钢筋混凝土立柱抗压强度低于素混凝土柱、且钢筋保护层厚度越小强度越低的推测。与素混凝土柱相比,保护层厚5 cm钢筋混凝土柱的强度降低约10%。根据试验的破坏荷载结果,通过已有理论解反推出了立柱的侧向支撑刚度k,对于保护层厚5 cm和8 cm立柱k值相应为0.841 N·mm^(-2)和1.032 N·mm^(-2)。经过试验结果分析,发现钢筋混凝土立柱各截面不服从应变平面假设,受压中钢筋没有同混凝土一起协调变形,钢筋与混凝土之间相互作用强烈。本研究结果再次说明,限制钢筋的侧向变形是防止面板顺坡向挤压破坏的根本措施。应开展可模拟混凝土中钢筋压曲的挤压破坏数值模拟研究,为这些措施的量化设计提供依据。

摘要：为了探索松花江太阳岛开发对哈尔滨河段的防洪影响,构建了松花江干流哈尔滨河段的平面二维水沙数学模型,分析了现状、工程实施后及工程实施后破堤三类工况条件下松花江哈尔滨河段的流速和水位变化。结果表明:在P=1%频率洪水和现状地形条件下,太阳岛西区围堤迎流位置的堤顶局部漫水,漫堤水流会缓慢灌满太阳岛西区及月亮湾围堤内区域,自阿勒锦洲岛头至四环桥下游出口处的流速普遍可达2.00 m/s以上;对于P=0.2%频率洪水,三种地形普遍过水,河道主槽内的洪水流速介于0.80~3.23 m/s。太阳岛的开发对P=1%和P=0.2%的洪水影响轻微,岛上水位变幅多在±0.20 m内,岛外水位变幅在±2 cm以内。但在工程后发生破堤时,对P=1%频率洪水影响较大,太阳岛以上河段水位明显降低,斜拉桥附近水位降低可达约7.3 cm。

摘要：为深入了解河谷地形因素对混凝土面板堆石坝应力变形特性的影响,采用一个典型的混凝土面板堆石坝三维有限元模型进行了不同岸坡坡度与河床宽度等影响因子的分析研究,并在总结已有相关研究成果的基础上,结合工程实例,探讨了改善峡谷地区混凝土面板堆石坝应力变形特性的工程措施。研究成果表明:河谷地形对大坝的作用主要表现在岸坡对坝体和面板的约束及顶托作用,这种作用随大坝长高比的增加而减弱。对于修建于狭窄河谷中的面板坝,其堆石体位移梯度和面板的压应力数值相对较大。工程上可采取提高堆石体压实密度,设置岸坡增模堆石区,以及合理确定面板浇筑时机和设置可吸收变形的面板纵缝填充材料等措施,以控制坝体变形并改善面板的应力状态。

摘要：提出在不改变分岔角角度的同时,通过设置直线倒角,以应对分岔角应力集中问题。通过数值模拟方法,研究了设置倒角的卜形岔管水力特性,具体对比分析了不同结构参数的圆弧形、直线倒角体型岔管汇流的水流流态、泄流能力和压强特性。结果表明,直线倒角体型岔管流场平顺,主流流向与支管轴线的一致性较好,而圆弧形倒角体型岔管的流场顺畅性相对较差;对于相同的倒角半径,直线倒角体型岔管的泄流能力优于圆弧形倒角体型岔管,且倒角半径越大,对泄流能力的影响越大,与无倒角时相比,直线倒角与圆弧形倒角体型岔管泄流量最大降幅分别为0.5%、6.8%;直线倒角体型岔管压强分布特征与无倒角体型岔管较为接近,但圆弧形倒角体型岔管与之有明显区别,存在局部低压区。

摘要：低pH胶凝材料的开发对pH测试方法和测量结果的准确性提出了更高的要求。通过调研国内外相关文献,论述了水泥基材料pH的测试方法——孔溶液压取法PFE、原位浸出法ISL和磨碎溶出法ESL,在对比、分析各方法优缺点的基础上,探讨了三种方法对低pH胶凝材料的适用性,研究认为磨碎溶出法更适合低pH胶凝材料的测试。针对西班牙国家研究委员会常规磨碎溶出法R-ESL的不足,在不考虑测试过程中样品和溶液碳化的情况下,提出了一种简化的测试方法S-ESL,用两种方法测试了硅灰等量替代40%普通硅酸盐水泥硬化水泥浆体孔溶液的pH,同时对S-ESL测量结果的可靠性进行验证。结果表明:S-ESL比R-ESL测量结果低0.16左右;S-ESL测量结果的重复性较好,重复性值r均小于0.1;S-ESL测量结果在10.84以下可以认为满足胶凝材料的设计要求。研究结果对低pH胶凝材料的pH测试方法具有一定的参考作用。