摘要：揭示国土空间变化的规律及其生态响应是开展国土空间开发与保护的重要基础。以长江经济带重要节点城市益阳市为例,基于2000,2010和2018年三期土地利用数据构建“三区空间”(城镇空间、农业空间和生态空间)分类体系,采用转移矩阵、生态环境质量指数和生态贡献率方法分析“三区空间”时空变化特征及其生态环境效应。研究结果表明:(1)在研究期内益阳市生态空间波动减少,城镇空间持续增加,呈“核心+点状”空间扩张特征,农业空间和城镇空间补偿生态空间的趋势增加;(2)生态环境指数呈“L”型变化特征,与“三区空间”的数量变化特征基本一致,生态环境质量呈现由西南的山地、丘岗向东北平湖梯次递减的空间分异特征;(3)耕地转化成林地、水域转化为未利用地是生态环境质量改善的主导因素,生态环境退化的主导因素是林地转建设用地和林地转耕地,次要因素是耕地转建设用地。

摘要：筋材与面板的连接强度是影响模块式加筋挡土墙稳定性的重要因素之一。为了探究模块式加筋挡土墙的合理连接方式,设计并制作了平面式、锯齿式和自嵌式3种筋板连接方式。通过拉拔试验测试了3种连接方式的连接强度发展规律和失效模式,再以此基础建立了摩擦型筋板连接的强度计算方法并进行实例分析。结果表明:3种筋板连接方式的连接强度具有基本相同的发展规律,都属摩擦型连接;相同法向应力和表观接触长度下,平面式筋板连接的强度最低;自嵌式连接在线性段的强度高于锯齿式连接,而后者的强度极限高于前者;界面法向应力和筋材锚固长度对连接强度具有重要影响,并存在临界效应:当法向应力小于法向应力临界值且锚固长度小于临界长度时,界面强度与法向应力呈线性关系,筋板连接以筋材拔出而失效;当法向应力大于临界值或锚固长度大于临界长度时,强度包络线为一条水平线,筋板连接以筋材机械损伤后断裂而失效;平面式筋板连接的强度包络线线性段过坐标原点,而锯齿式和自嵌式筋板连接存在一种界面黏聚力;基于试验结果建立了摩擦型筋板连接的强度表达式和模块式加筋挡土墙筋板连接的稳定性分析方法,并进行了实例分析。

摘要：相比于传统土工织物,新型土工织物是一种因编织了亲水尼龙织物而在非饱和环境下具有较高排水效率的新型材料,其排水效率受铺设方式、降雨、温度、相对湿度等因素影响。目前关于铺设方式、降雨对其排水效率的影响已有一定研究,但有关蒸发、蒸腾作用对排水效率的影响还缺乏系统研究。鉴于此,基于已开展的砂土自由排水和新型土工织物水平铺设(排水端延伸至空气中)下的排水试验,首先通过在砂土中设置一层不同铺设方式下的新型土工织物(排水端未延伸至空气中,无蒸发),开展排水对比试验;随后,在砂土中设置一层新型土工织物,开展排水端延伸至空气中(蒸发),排水端穿过植草土壤(蒸腾)下的排水对比试验,探究新型土工织物在蒸发、蒸腾作用下砂土湿润锋、砂土含水率(体积、质量)的变化规律。结果表明:在砂土中铺设一层新型土工织物后,虽增加了排水路径,但新型土工织物排水端未延伸至空气中,不能进行蒸发作用,加之铺设的新型土工织物上无湿度差,不能产生吸力差,水分迁移仅受重力影响,其排水效率接近砂土自由排水,反之,水分迁移将受重力和吸力双重作用,更多的水分被排出;新型土工织物蒸发作用下的排水效率是无蒸发作用下的1.25倍,蒸发作用对排水效率的影响大于铺设方式;蒸发作用相当于天然“水泵”,新型土工织物相当于排水“管道”,若排水时间足够长,新型土工织物能持续降低砂土中水分;为发挥新型土工织物最佳排水效率,须将新型土工织物排水端延伸至空气中进行蒸发作用;用于排水的材料若在非饱和环境下排水效率低,不仅不能排水,反而阻滞水分迁移,抬升地下水位,产生不利的影响;植物蒸腾和土壤蒸发作用能提高新型土工织物排水效率,但影响小于蒸发作用。研究成果可为新型土工织物的排水设计、施工提供参考。

摘要：为分析海船闸气幕防咸机制及其影响因素,采用Open FOAM^(■)的双流体数学模型和对流扩散数学模型,建立气幕防咸的三维数值模型,开展限制区域内气泡羽流、盐水入侵以及气幕防咸过程的数值模拟。数值模拟结果表明:新模型能够准确模拟海船闸气幕防咸过程;当供气量足够时,气幕能有效阻止盐从底部入侵;气幕防咸效果与气幕弗劳德数有关,且气幕弗劳德数保持在0.8至1.1之间时,气幕防咸性能最好。

摘要：水平地基抗力比例系数对桩基设计至关重要,基于平坦场地比例系数设计的斜坡基桩,常因忽视斜坡效应的影响而带来安全隐患。为研究斜坡效应对斜坡地基比例系数的影响,设计并完成了4组黏性土坡基桩水平静载模型试验,获得了0°、15°、30°及45°坡度下地基等效比例系数与地面处桩身水平位移曲线及桩顶荷载-位移梯度曲线等;建立了地基比例系数与坡度间的拟合关系式;对比分析了斜坡地基比例系数取值对基桩水平承载特性的影响。研究结果表明:黏性土坡地基比例系数随桩身水平位移增大而呈非线性关系减小,当地面处桩身水平位移小于6 mm时,地基比例系数急剧减小,而后减幅较小;基桩临界荷载和极限荷载均随斜坡坡度增加而减小,与平地相比,斜坡坡度每增加15°,基桩临界荷载和极限荷载约分别减小17%和16%;结合现有试验表明,斜坡坡度越大,地基比例系数越小;坡度每增加15°,对应的碎石土、砂土及黏性土坡地基比例系数m约分别减小38%、32%和31%;根据现有试验以及试验结果,建立了不同类型斜坡地基比例系数取值标准与斜坡坡度之间的经验关系,可为斜坡桩基设计提供参考依据。

摘要：为提高沥青的抗老化性能,采用废旧轮胎加工制得的废胶粉(CR)、特立尼达湖天然沥青(TLA)、印尼布敦岩天然沥青(BRA)对70号基质沥青复合改性。通过3种沥青老化试验和傅里叶红外光谱试验,以黏度老化指数、复数模量老化指数及蠕变劲度老化指数为主要评价指标,以官能团的变化为次要指标,评价复合改性沥青的抗老化性能。结果表明:掺量为10%CR+20%BRA复合改性沥青的抗老化性能最优;废胶粉和天然沥青都能改善沥青的抗老化性能,两种掺量的改善效果能起到叠加作用;复合改性沥青通过抑制基质沥青老化中含氧官能团的产生达到改善抗老化性能的效果。

摘要：针对高地应力软岩隧道围岩稳定性差的问题，基于泡沫混凝土具有防水、保温、抗震、压缩性大和一定延性的特点，采用数值模拟的方法，分析了高地应力软岩公路隧道泡沫混凝土的卸压效应及其影响因素，进而研究泡沫混凝土的力学参数对卸压效果的影响。采用控制变量法计算确定了泡沫混凝土的最佳力学参数取值范围，进而分析得到了高地应力软岩公路隧道的泡沫混凝土卸压机理，根据以上研究成果，构思出一种新型的泡沫混凝土复合式衬砌结构型式-泡沫混凝土复合式衬砌。研究表明：高地应力软岩公路隧道添加泡沫混凝土层后，围岩应力的释放率由普通支护条件下的30％提高至62％，围岩强度应力比由1．92提高至3．74，隧道支护结构承受的荷载平均减小了37．19MPa；泡沫混凝土的最佳力学参数中弹性模量取400～800MPa，屈服压应力系数k取0．4～O．6，静水屈服拉应力系数kt取0．1～0．3，单轴抗压强度取2．0～4．0MPa；利用泡沫混凝土的高压缩力学特性，可诱导隧道围岩进一步产生可控的变形，从而释放围岩应力，减小支护结构荷载；新型衬砌可有效消除高地应力软岩公路隧道运营期间可能出现的局部围岩挤入产生的集中荷载、活动断层的错动引起的剪切变形、围岩的全断面压缩导致的荷载陡增等对隧道支护结构造成的破坏，为高地应力区软岩公路隧道的卸压及支护技术研究提供了新的思路。

摘要：针对风力机系统在最大功率点跟踪(MPPT)阶段易受风速等不确定因素的影响,为了进一步提高风力机的风能捕获效率,本文在滑模控制的基础上提出了一种互补滑模控制方法.首先,建立了含有干扰项的风力机系统的线性化模型,采用广义滑模面与互补滑模面相结合的方法设计了互补滑模控制器,并在理论上证明了此控制方法能够有效保证风力机转速跟踪误差的收敛性,且能提高转速跟踪精度.其次,采用风力机专业仿真软件FAST对美国可再生能源实验室(NREL)的600 kW风力机进行了仿真实验,结果表明本文所提出的控制方法不但能提高风力机的风能捕获效率,而且能有效减小转速跟踪误差.最后,将本文所提方法与现有常见的几种控制方法相比较发现:风力机系统在互补滑模控制策略下,具有更高的风能捕获效率和更小的转速跟踪误差.

摘要：提出一种新型边缘叠合板,为了研究钢筋混凝土边缘叠合板拼缝的受力性能,设计并实施了不同构造形式边缘叠合板的静力加载试验,包含附加钢筋形式、马镫筋布置、拼缝尺寸和底筋伸出等变量,分析了不同构造措施下,等强配筋设计边缘叠合板裂缝开展情况、挠度、钢筋应力以及受弯承载力性能,并与现浇板进行了对比。试验结果表明:该拼缝形式的拼缝板均为典型的弯曲破坏特征;拼缝处附加钢筋只要保证足够的粘结长度,附加钢筋就能够进行有效传力,采取等强配筋的边缘叠合板承载能力等同于现浇板;U形钢筋达到屈服需满足粘结锚固长度要求;钢筋网片末端弯折可以有效地减少钢筋锚固长度;拼缝处连接钢筋面积可按现浇层混凝土厚度进行受弯承载力计算确定。

摘要：深入研究风力机扩展基础基底压力的变化和分布规律,对完善大尺寸、大偏心浅基础的设计理论和确保我国内陆山区风力机安全稳定地运营都有着重要意义。以内陆残坡积土地基上风力机扩展基础基底压力的现场测试结果为基础,分析了基底压力随时间的长、短期变化特性及分布规律。针对测试结果提出了实测基底压力平面度的概念,并基于平面度对基底压力的规范公式进行了修正。分析表明,基底压力的大小及分布情况与风速和运行工况有密切关系,其分布可能为近似梯形或抛物线形;风轮旋转、机舱振动及风的随机性都会引起基底压力的动态变化,设计计算时不能完全忽略;实测基底压力的分布形态与理想平面分布存在差距,用现行规范对风机基底压力的最大值和最小值进行计算时,建议分别乘以1.2和0.8的修正系数。