摘要：砂化白云岩在西南地区的地下工程中分布广泛,强烈、剧烈砂化的白云岩,岩体结构破碎,水稳定性差。砂化白云岩隧洞施工过程中,塌方、突水、突水涌砂等灾害易发频发,但对砂化白云岩隧洞灾害的孕育–形成–发生的系统性研究较少,亟待开展专门的系统性研究。通过收集80余例砂化白云岩隧洞塌方、突水、突水涌砂案例;深入调查和分析相关灾害发生的地质条件和构造条件,从灾害点不良地质情况及主要影响因素将砂化白云岩隧洞围岩致灾构造分为4类8型,即断层类(无水断层型、导水断层型、阻水断层型)、裂隙类(单斜裂隙型、层间裂隙型、砂化条带型)、褶皱类(背斜型、向斜型)、岩溶管道类;基于灾害发生时间演化特征,将孕灾模式划分为即时揭露型,渐进破坏型,间歇破坏型3种;从灾害发生的主要工程部位的角度,划分为4个部位的20种破坏模式,并提出相应的工程调控措施;最后介绍了滇中引水工程扯那苴隧洞典型灾害洞段的案例分析和调控措施。研究成果对砂化白云岩地层地下工程的设计、施工,以及灾害风险评估和防控具有重要的指导意义。

摘要：滇中引水工程砂化白云岩隧洞突水涌砂灾害频发,严重制约工程进度并威胁着施工安全。通过施工跟踪、砂化白云岩隧洞突水涌砂案例统计、理论分析等手段,总结富水洞段突水涌砂的成灾条件及灾变特征;基于小扑隧洞典型近断层段的突水涌砂灾害原型,采用FLAC3D模拟突水涌砂过程渗流场、应力场、位移场的演化,确定突水涌砂灾害的防突岩盘安全厚度临界判据,并建立系统、可行的灾害防控体系。研究结果表明:(1)突水涌砂通常发生在断层发育的富水强烈、剧烈砂化洞段;(2)突水涌砂灾变演化过程中,强烈、剧烈砂化白云岩孔隙水压力均存在漏斗效应,剧烈砂化白云岩渗流量变化与强烈砂化白云岩相比存在时滞性,并且剧烈砂化白云岩的渗流量明显比强烈砂化白云岩小;(3)强烈砂化白云岩隧洞开挖至距离断层4 m时,隧洞围岩应力出现突变现象,剧烈砂化白云岩隧洞开挖至距离断层8~9 m时,呈现出明显的拉应力区域;(4)强烈砂化洞段拱顶最大沉降于开挖至距离断层1 m时出现,而剧烈砂化洞段位移场演化无明显规律;(5)确定了富水砂化白云岩隧洞防突岩盘安全厚度临界判据,通过工程实例计算得到的最小安全厚度与实际工程预留接近。结合综合超前地质预报、富水砂化白云岩隧洞突水涌砂演化过程建立的隧洞施工期突水涌砂防控体系,可为富水砂化白云岩地下工程易发频发的突水涌砂灾害防控提供借鉴。

摘要：高面板堆石坝的长期变形是面板坝建设中的关键技术问题之一,已有研究大多将长期变形归结为堆石体蠕变的结果,但某些高面板堆石坝的变形原型监测资料显示,仅从堆石体蠕变角度难以解释高面板堆石坝长期变形的机理。通过水布垭面板堆石坝17a的变形监测资料分析和室内低频循环荷载作用下堆石料变形特性试验,探讨了实际运行中库水位周期性变化形成的循环荷载对高面板堆石坝长期变形特性的影响。结果表明:(1)坝体填筑和初次蓄水引起堆石体的瞬时变形和蠕变,堆石体的后期变形主要是水循环荷载长期作用的结果。(2)水循环荷载作用下,堆石体的变形表现为两种形式,其一为不可恢复的永久变形(亦称为残余变形),其二为可恢复的弹性变形。(3)室内低频循环荷载作用试验得到的堆石料变形及其增长规律很好地验证了水循环荷载与堆石坝后期变形的相互关系以及后期变形的力学意义。研究成果为高面板堆石坝长期变形特性研究提供了新的思路,并为具有往复大消落特点的高面板堆石坝变形及安全控制提供借鉴。

摘要：为解决三江平原水资源供需矛盾,提高水资源可持续承载能力。采用系统动力学方法,设计了现状延续型、节流治污型、产业结构调整型和综合型4种提高水资源承载力的方案,除现状延续型方案外,其他3种方案分别设置了两种方法对系统动力学模型进行模拟分析。结果表明:4种方案的供需比提高程度为方案4﹥方案2﹥方案3﹥方案1,方案4是能够提高绥滨县水资源承载力的最优方案,虽然在模拟年限中都未达到供需比为1的水平,但是通过综合型方案进行调整,在后期将会较快达到供需平衡水平。

摘要：梯级水库群防洪库容的合理分配与有效利用对汛期水库群防洪减灾和综合效益的发挥起到至关重要的作用。针对梯级水库在防洪库容分配过程中,各水库对整体防洪安全影响的重要程度差异性缺乏有效区分方法,进而导致防洪库容分配不合理的问题,将水库非线性安全度与兼顾水库入库流量、设计防洪库容大小、泄流至防洪控制站传播时间等特征的变权重相结合,提出基于变权重非线性安全度的水库防洪安全度计算方法,同时,考虑梯级各水库和下游防洪控制站的安全,以梯级整体防洪安全度最大和下游防洪控制站超标洪量最小为目标,构建基于安全度的梯级防洪库容优化分配模型,采用差分进化算法对模型进行求解,实现防洪库容的最优分配。将该方法应用于金沙江下游乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝四库梯级防洪库容分配实例,结果表明该方法相较于其他方法,可在不降低梯级整体防洪效果的前提下,描述各水库权重的动态变化过程,通过增加乌东德和白鹤滩水库防洪库容的使用,以减小溪洛渡和向家坝水库防洪库容的使用,使梯级整体在调度期的防洪安全度达到最大。该方法可反映各水库在梯级防洪中重要程度的差异性,实现水库间防洪库容的科学管理与合理分配,为水库防洪优化调度科学决策提供依据。

摘要：为了给边坡植被恢复设计等提供参考和技术支撑,基于内江市境内公路边坡经0、5、7、15、20 a植被恢复的样地野外调查资料,以土壤颗粒(团聚体)平均质量直径和水稳性指数为土壤抗蚀性指标,以土壤粒径≥0.25 mm的大团聚体含量、容重、有机质含量、碱解氮含量、速效磷含量、速效钾含量等6个土壤理化性质指标为土壤抗蚀性影响因子,采用主成分分析、耦合协调度分析等方法,探究不同植被恢复年限的边坡土壤抗蚀性与其影响因子的耦合协调关系,得到以下主要结论:1)不同植被恢复年限的土壤抗蚀性指标及其影响因子具有显著差异,随着植被恢复年限的延长,土壤大团聚体含量和养分含量呈增加趋势,土壤容重呈减小趋势,土壤抗蚀性呈增强趋势;2)碱解氮含量、有机质含量、速效磷含量、大团聚体含量、容重是不同植被恢复年限土壤抗蚀性的主要影响因子;3)土壤理化性质指标中,化学指标(速效磷含量、碱解氮含量、有机质含量、速效钾含量)对土壤抗蚀性的影响大于物理指标(大团聚体含量、容重)的影响,进行植被护坡设计时应当注重有机质和速效肥料的保持;4)土壤理化性质指标与土壤抗蚀性指标的耦合协调度随植被恢复年限的延长而提高,植被恢复15 a时二者的耦合协调类型仍属弱协调、植被恢复20 a时二者的耦合协调类型尚属中度协调,为了进一步改善边坡土壤的理化性质、促进稳定土壤结构的形成、增强土壤抗蚀性,还需更长时间的植被恢复。

摘要：铜车坝水库泥岩石渣坝综合防渗体系具有振冲碎石桩地基中设置混凝土防渗墙、柔性复合土工膜联结混凝土防渗墙等关键因素,为确保大坝防渗体系的安全性,采用大型三轴试验获得了坝料的邓肯模型参数,建立了准三维有限元模型,在土工膜与上、下垫层料接触部位均设置接触单元,反映土工膜与垫层料之间的接触特性,数值模拟了大坝施工与蓄水过程,阐明了复合土工膜与防渗墙综合防渗体系的应力变形特性。结果表明,泥岩石渣料属于低压缩性土,但其具有较为明显的强度非线性特性;防渗墙各时期的位移变形模式不同,围堰挡水期防渗墙水平位移偏向下游,竣工期逐渐向上游偏移,而蓄水期防渗墙在水压力作用下向下游发展,因此防渗墙上、下表面均存在一定的拉应力区域;土工膜的拉应变主要集中在防渗墙与土工膜的连接处,这是由于该地区刚度差异较大变形非协调所致。研究成果可为设计与施工提供重要的理论与技术支撑。

摘要：随着现代水利水电工程的日益优化创新,高坝设计中需要解决的重大技术瓶颈是消杀高坝泄放洪流所携带的超大能量。利用水流的突扩、突缩消能的孔板制造简便,并且消能效率高。孔板的抗空化特性跟它的最小壁面压强系数大小紧密相关,其作为孔板设计制造的一个关键性指标。通过数值模拟和物理模型试验的方法,研究了平头孔板初生空化数与相关体型要素和水力要素之间的关系,并得到了经验表达式。研究结果表明,平头孔板初生空化数的经验表达式与实际吻合较好,为孔板的工程应用提供了参考。

摘要：依托某压气储能电站实际工程,基于ABAQUS平台,研究密封钢衬应力的非线性影响因素,分别探究了围岩与混凝土材料非线性、密封钢衬-混凝土接触非线性的影响机理。结果表明,浅埋地下储气洞室围岩初始地应力水平不高,巨大气压导致围岩局部塑性屈服,混凝土严重开裂,密封钢衬高应力区-混凝土严重开裂区-围岩塑性区三者存在对应关系;考虑密封钢衬-混凝土之间的接触关系,使得密封钢衬应力分布更加均匀;检修期在重力影响下密封钢衬顶部与混凝土脱开,检修后再加压密封钢衬应力分布出现调整现象,顶部应力峰值和应力不均匀度有所增大;密封钢衬应力峰值随摩擦系数与缝隙值的增大而增大,当摩擦系数大于0.5时其影响不明显,随缝隙的变化梯度大致为30~40 MPa/mm;地下储气洞室密封钢衬受力分析时需同时考虑材料非线性与接触非线性,以保证密封钢衬具有足够的安全储备。

摘要：深竖井群作为一项高风险工程,其施工过程不可避免会引起周围地层变形,继而对周围建(构)筑物产生不良影响。因此,针对深竖井群施工对邻近铁路隧道的影响,依托某一待建竖井工程,建立深竖井群-周围地层-邻近铁路隧道的三维一体化数值模型,研究了基于不同本构模型的深竖井群施工作用下铁路隧道周围地层及隧道本身的位移变形规律。结果表明,随着施工的推进,周围地层和隧道表现为先隆起后沉降的规律,而水平变形则逐步增大;由于HSS/HS模型和MC模型在加卸载模量方面的差异,利用不同本构模型的计算结果不尽相同;竖井群施工对地层及隧道的影响排序为竖井Ⅰ>竖井Ⅱ>竖井Ⅲ(竖井Ⅳ);隧道变形最大值出现位置与地层变形最大值位置有所不同,其原因在于铁路隧道与Y轴方向成一定夹角空间分布,这种空间分布位置影响了隧道变形极值分布;利用MC模型计算会高估深竖井施工作用下的邻近铁路隧道水平变形值,但会低估其沉降值。研究结果可为类似工程建设提供参考。