摘要：深埋输水隧洞常承受较高外水压力,可能导致衬砌结构破坏与外水内渗情况,隧洞衬砌结构设计中考虑高外水压力作用的影响至关重要。建立了灌浆圈-衬砌界面的应力渗流耦合接触界面模型,探讨了灌浆圈厚度、灌浆圈渗透系数和排水孔入岩深度对外水压力的影响规律。结果表明:灌浆圈的厚度增大时,衬砌承受的外水压力减小;灌浆圈渗透系数对外水压力的影响较小;当排水孔入岩深度增大时,衬砌承受的外水压力减小。研究结果可为深埋输水隧洞灌浆圈、排水孔的设计提供优化方案。

摘要：【目的】随着智慧水利体系建设的不断推进,三维激光扫描技术因其全面监测、扫描速度快、精度高的技术特性备受关注。然而,高冗余、非结构化、空间分布不均匀等点云特点给超大规模工程点云数据管理和可视化带来了极大的挑战。针对传统的“自上而下,逐级细分”的点云索引构建方法不能很好适配海量点云分块处理或多点云输入场景的问题,提出一种“自下而上,由小及大”的点云八叉树索引构建策略及海量点云快速渲染方法。【方法】结合点云全局信息建立全局格网索引和索引编码转换体系,通过多线程并行读取点云数据进行逐点分配、格网归并等操作,实现海量点云数据的八叉树索引快速构建。此外,采用非冗余采样策略建立多层次细节模型和多线程动态调度技术,实现海量点云数据的高质量可视化渲染。【结果】试验结果显示,基于归并构建策略的方法可处理超50亿点规模的点云数据,索引构建过程内存消耗峰值为2.78 GB,处理效率可到200万点/s。与点云库(Point Cloud Library,PCL)、CloudCompare等点云处理工具相比,在内存资源利用、索引构建效率、点云渲染方面表现出良好的性能。【结论】大规模工程点云数据管理和可视化是深化工程点云监测全流程研究的基础问题,其关键在于优化超大体积点云数据的空间索引快速构建。“先细分,后归并”的处理策略可有效缓解分块数据空间重叠冲突问题,算法逻辑清晰,尤其适用于四叉树、八叉树等基于点云包围盒空间剖分映射的索引结构。

摘要：地形条件的限制使得明渠管网成为连接串联水电站新的方式,该方式存在管网复杂,有压与无压衔接等诸多问题。采用改进的压力梯度法以及明渠管网整体矩阵法分别对多级串联水电站的恒定流以及非恒定流进行模拟,讨论了正进正出及正进侧出两种衔接方式下明渠管网内过渡过程的差异。结果表明:恒定流工况下,正进正出下明渠管网中纵向明渠起储水作用,横向明渠向下游电站输水;正进侧出则是纵向明渠向下游电站输水,横向明渠进行流量分配。下游电站甩负荷或增负荷时,正进正出下涌波沿横向明渠传播,并在通过岔点时向两侧纵向明渠传播;正进侧出则是涌波沿纵向明渠传播,在通过岔点时,随着流速上升扰动从向远离上游一侧横向明渠传播变为向两侧横向明渠传播。

摘要：隧洞施工和持续干旱导致岩溶地区地下水位大幅下降会造成严重的生态和环境问题。因此,定量评估两种因素共同影响下的岩溶地下水系统响应有助于施工单位和居民采取有效应对措施。研究采用离散管道-连续介质耦合模型方法,建立了考虑动态施工条件下的九龙岭长隧洞工程区岩溶地下水三维数值模型,并通过工程区水文地质资料和监测钻孔水位数据对模型进行校准,用控制单一影响因素方法分别评价了在2022年8月至2022年10月隧洞施工和极端干旱两种因素对区域岩溶地下水系统的影响。结果表明,研究区域均衡期内地下水位受干旱影响范围占研究区域面积的55.43%(约649.72 km2),是隧洞施工影响的35.1倍,持续干旱是造成研究区域大面积地下水下降的主要原因;随着干旱持续,隧洞沿线整体地下水位下降受干旱影响较大,但在少量局部洞段隧洞轴线上方(如距隧洞入口14~15 km、18~19 km段)水位下降是受隧洞突涌水不同程度的影响;通过对研究区域地下水水量平衡分析发现,在均衡期内干旱影响的补给减量约为824.5万m^(3),明显多于隧洞涌水造成的地下水流失量,持续干旱对研究区域地下水的影响最大。本文阐明了在隧洞施工和干旱共同影响下岩溶地下水系统扰动的时空演变特征,研究成果可为岩溶区地下工程影响评价提供参考依据。

摘要：裂隙介质非饱和渗流过程的预测和控制对地下工程应用具有重要意义。从渗流机理、预测方法和宏观尺度渗流模拟等方面对裂隙介质非饱和渗流研究进展进行了系统的分析总结。首先,评述了从非饱和单裂隙到交叉裂隙再到裂隙网络不同尺度下的复杂渗流行为及其理论预测方法,并分析了非饱和渗流行为对宏观水力参数的影响;其次,归纳了非饱和渗流数值模型和本构模型及其适用性,简述了不同模型在场地尺度非饱和渗流模拟中的实际应用。这些研究成果提高了对裂隙介质非饱和渗流规律的认识,并为工程应用提供了手段。

摘要：针对地震作用下地面明钢管滑动支座容易产生较大横向滑移的问题,采用有限元方法,研究了支座限位装置对明钢管地震响应的影响。计算结果显示:当支座不设置限位装置时,地震作用下管段中部支座滑移量较大,钢管横向弯曲,对结构稳定不利;当支座设置限位装置后,明钢管的横向位移减小,但在地震中支座滑板与限位装置会产生碰撞,瞬时加速度可超100 m/s 2,支承环的应力大幅增加,支座横向力可达静力状态下的几十甚至上百倍;支座限位值越小,地震中结构受力越大;支座限位挡块和支座滑板接触面上设置一层弹性模量3 MPa的薄垫层后,能缓冲地震中支座受到的冲击,有效减小结构加速度和受力,支座横向力和竖向力的比值可基本控制在摩擦系数以内。因此,支座限位对强震区的明钢管结构是有必要的,在确定限位值时,应同时考虑结构位移和应力2个方面的要求,为减小地震中支座滑板和限位装置碰撞产生的不利影响,可在限位挡块上设置缓冲材料薄层。

摘要：边坡稳定设计中不可避免地存在多种不确定性,确定性设计方法难以合理地考虑各种不确定性。相对而言,可靠度设计方法能够定量考虑岩土工程设计中的不确定性因素。确定性设计与可靠度设计采用了不同的安全判据,具有相同安全系数的设计方案的可靠度水平可能不同,导致两种设计方法的设计可行域不一致(即两种设计方法安全判据不等价),阻碍了可靠度设计方法在工程实践中的应用。相对安全率和广义可靠指标相对安全率建立了两种设计方法安全判据之间的定量联系,将广义可靠指标相对安全率应用于边坡稳定可靠度设计,提出边坡稳定确定设计与可靠度设计的安全判据等价性充分条件。基于随机场模型研究了单层和双层土质边坡确定性设计与可靠度设计的等价关系。结果表明:考虑空间变异性条件下,单层边坡可以满足所提充分条件,确定性设计与可靠度设计可以得到相同的设计可行域;相反,双层边坡不满足所提充分条件,难以建立两种设计安全判据的等价关系。

摘要：为明确干旱区盐碱地“明沟+暗管”组合排水工程适宜参数,以满足节水、控盐、机耕等多种需求,本研究构建了基于多尺度动力学模型的组合排水工程参数优化方法,并以新疆生产建设兵团二十七团的试验区为例,在现有明沟排水工程基础上,考虑不同暗管间距(10~100m)、暗管埋深(1.0~2.0 m)和冬灌淋洗定额(150~360 mm),设计了共990种情景,模拟了各情景下组合排水系统的排水排盐效率,明确了排水排盐量、地下水埋深与各变量的定量关系,并遴选了适宜的暗管布局参数和配套淋洗定额。结果表明:组合排水系统及暗管的排盐量随暗管间距增大而线性减小,明沟的排盐量随暗管间距增大而线性增加。系统中优先排水路径为深度较大的排水工程,当暗管埋深增大到1.8 m后,暗管占据排水的主导地位,生育期及冬灌期暗管排水量分别占比99.5%和83.0%以上,为更好地发挥组合排水作用,应使暗管埋深与明沟的沟深相近。明沟只能控制其布置路径附近较小区域的地下水埋深至其沟深,需布设暗管才能很好地控制田间地下水位。暗管间距越小,对地下水位的控制能力越强,但小于20m的暗管间距是过密、没有必要的。组合排水系统的排水排盐量随淋洗定额增大而线性增大。小淋洗定额下,当暗管埋深大于沟深且间距较小时,明沟无法起到排水排盐作用,如暗管间距20 m、暗管埋深1.8 m,且淋洗定额不大于240 mm时,明沟排盐量占系统总排盐量不足1%。基于上述结果,综合考虑干旱区节水、控盐、保墒需求,组合排水条件下研究区适宜的冬灌淋洗定额为300 mm,此时适宜暗管间距和埋深分别为60m和2.0m。

摘要：为了探究城市化带来的下垫面不透水面变化导致的径流系数取值差异问题,根据城市不透水面水文效应实验,建立了径流系数(runoff coefficient,RC)-总不透水面积比(total impervious area,TIA)关系,提出了改进的径流系数确定方法,并与常用的面积加权法和SCS(soil conservation service)模型的径流曲线数模型进行比较。以深圳新和润小区为研究对象建立了产汇流模型,对不同方法在降雨径流模拟及设计洪水中的应用效果进行了比较研究。结果表明,构建的产汇流模型可以比较好地应用到汇水区较大雨量降雨事件的径流模拟中;改进的径流系数对于城市设计洪水的计算来说是适用的,并且较SCS模型更符合城市流域暴雨洪水的特点。

摘要：临水强透水地层总是伴随着高地下水的特点,对于该地层的基坑施工易造成许多危害和不利影响,因此需要采用帷幕和管井的防渗降水措施,目前对于帷幕和管井的防渗降水效果的评价方式仍处于探索阶段。利用ABAQUS有限元计算软件,分别对帷幕和管井作用下的基坑渗流特征进行研究,采用单宽渗流量、帷幕降水深度、边坡水位作为帷幕防渗效果的评价标准,采用管井流量和边坡水位作为管井降水效果的评价标准,对帷幕深度和帷幕距基坑的距离以及管井深度、管井间距和管井半径进行敏感性分析,并对帷幕管井共同作用下帷幕和管井的防渗降水效果进行分析,为船闸基坑工程中帷幕和管井的布置方案提供设计依据。