基于道路SWMM模型的参数敏感性分析及参数率定

为研究SWMM城市道路模型参数的敏感性,以湖南某市某道路为研究对象,基于SWMM模型模拟现状条件下,采用Morris筛选法对Horton(霍顿)最大下渗率、Horton最小下渗率、Horton衰减系数、管道曼宁糙率、不透水区曼宁系数、透水区曼宁系数、不透水区洼地蓄水深度、透水区洼地蓄水深度这8个参数进行敏感性分析。结果表明:各参数的灵敏度与暴雨强度和下垫面透水性相关。     

基于暴雨强度公式的设计雨型

排水管渠系统计算机模型常需要采用设计雨型作为降雨量输入,其中基于暴雨强度公式的设计雨型是常用方法之一。研究中分析了均匀强度雨型、三角雨型、交替块状雨型和芝加哥雨型的构造方法；通过示例说明了这几种雨型的雨峰强度、降雨深度、雨峰位置系数的特点,以及在汇水面积中形成的峰值流量、总径流量、到达峰值流量时间等径流特征。其中芝加哥雨型在雨峰强度、降雨深度、引起的峰值径流量数值均较大,且到达峰值径流量时间较短,在基于风险的雨水管渠系统设计中,其计算结果较为保守,因此推荐使用。     

同步器摩擦传动机理建模与材料参数影响研究

为探明摩擦副材料参数对同步器同步过程的影响,建立了油膜压力、微凸体压力、同步环轴向力和同步转矩4个模型。利用4阶Runge-Kutta法对油膜厚度和转速差进行耦合求解,求得同步过程中油膜厚度、转速差、黏性转矩、粗糙接触转矩以及总转矩变化曲线。对所建模型进行试验验证后,利用所建模型研究了摩擦材料渗透性、摩擦副表面联合粗糙度、摩擦副当量弹性模量、摩擦因数变化规律对同步过程的影响。结果表明：摩擦材料渗透性减小导致油膜厚度变化速率下降,黏性转矩和粗糙接触响应延迟,同步时间延长;摩擦副表面联合粗糙度增大致使最小油膜厚度增大,黏性转矩峰值减小,粗糙接触转矩响应加快,同步时间缩短;摩擦副当量弹性模量增大导致最小油膜厚度增大,粗糙接触转矩增大,同步时间缩短;正斜率摩擦因数下粗糙接触转矩大于负斜率摩擦因数下粗糙接触转矩,同步时间相对较短。     

法国规范中水文计算原理及方法

本文从汇流现象中的降雨、汇水盆地两方面出发,就降雨强度、地形、地质、地貌、汇流历时,这五大因素与系数公式法、直接基底法、转换法,共三大水文计算公式参数之间的联系,解释了水文计算公式参数取值原理。另,针对缺乏历史资料的地区,利用洪痕调查,通过在法国规范中的临界流状态方程、Manning-Stricker方程,求解洪水流量的解决方案。对道路桥涵及其它排水设施设计有一定的参考价值。     

降雨入渗下非饱和土边坡稳定性影响研究

运用分形模型预测非饱和土的水理特性,主要研究了降雨条件下非饱和土边坡的稳定性变化及影响边坡稳定性的各个因素:土质特性参数(分维、进气值与饱和导水系数)、降雨强度、边坡几何特性参数及初始地下水位深度等.土体的饱和导水系数、降雨强度对降雨过程中的非饱和土边坡稳定性影响较大;非饱和土边坡在降雨过程中的最小安全系数与土体饱和导水系数之间的临界关系可用Sigmoid曲线模型拟合;降雨强度直接影响了非饱和土边坡的稳定性,降雨过程中边坡的最小安全系数与降雨强度的关系曲线可用MMF模型拟合;另一方面,非饱和土的分维、进气值、边坡几何特性参数及初始地下水位深度的影响相对较小.     

FWD荷载作用下刚性路面弯沉的动力响应分析

对于Kelvin地基上的混凝土板,利用有限元软件ANSYS,建立了落锤式弯沉仪(FWD)荷载作用下刚性路面的瞬态动力分析模型.通过改变地基阻尼系数和混凝土面板材料阻尼系数,研究路表弯沉的动力响应特征.探计了在不同的荷载频率作用下,路面弯沉峰值的变化规律,得出了刚性路面结构的临界频率.结果表明,阻尼系数越大,弯沉的峰值越小,而且路面阻尼较路基阻尼对弯沉峰值延迟效应更为明显;当加载频率高于临界频率时,随着频率值的增大,弯沉峰值逐渐减小;当加载频率低于临界频率时,随着频率值的增大,弯沉峰值逐渐增大,最后趋近于静力荷载作用下的弯沉值.     

大空隙透水性沥青路面结构渗流研究

透水路面是海绵城市建设的重要内容,其渗透性能是影响路面使用功能的关键因素之一,目前有关大空隙路面渗流规律的研究仍不充分。建立了玄武岩纤维大空隙沥青路面结构渗流数值模型,得到了不同降雨条件下地表径流量、路面下土壤含水率等参数随时间的变化规律,并与同条件下降雨试验结果进行了对比,验证了渗流模型的正确性,可为不同降雨量地区的海绵城市建设提供借鉴。     

基于SWMM的不同坡度路侧生物滞留带水文性能分析

针对坡度对生物滞留带水文性能以及海绵城市设施面积的影响,通过SWMM模型,分别在四种不透水比例下,研究了二十种不同道路纵坡的径流产流过程,确定了每种不透水比例下的海绵城市设施面积;再通过"容积法"对比计算了以上不透水比例下的海绵城市设施面积;最后对模型和"容积法"得出的海绵城市设施面积的差异及其原因进行了比较分析,对"容积法"进行了改进.研究得出了以下结论:坡度越大,最大径流量、径流过程流量以及总的外排流量越大,但影响不显著;不透水面积比例越大,最大径流量、径流过程流量以及总的外排流量越大,且影响显著;海绵城市设施面积不受道路坡度影响,但受不透水面积比例影响,且呈线性正相关;"容积法"对海绵城市设施面积计算均偏小,修正后的"容积法"能够较好地计算海绵城市设施面积.     

定远县池河大桥桥址水位分析计算

桥址水位分析计算成果,是新建桥梁合理设计的至关重要的设计参数。在桥址处缺乏水文系列年实测资料情况下,运用能量方程法、曼宁公式法、插值法三种方法对定远县池河大桥桥址水位进行对比分析。计算表明:对于该工程,运用能量方程法计算成果更符合现场实际情况。     

透水铺装雨水入渗模型与影响因素相关性研究（双语出版）

为了更加准确快捷地预测透水铺装内部的雨水渗流过程，探究降雨参数与路面设计参数对其渗流性能的影响，提出透水铺装雨水入渗模型，并针对影响因素的相关性进行研究。首先，基于地区水文气象资料与路面材料渗透特性，利用数学模型对降雨阶段关键参数进行量化研究，并从降雨强度与材料渗透能力的角度对雨水入渗的物理过程进行分阶段刻画，最终建立透水铺装雨水入渗-储水-排空模型。其次，针对该模型的诸多输入参数，进行正交设计试验计算各参数与径流控制率的相关性，寻找关键控制指标；基于该结论拟定典型透水铺装结构组合，选择不同降雨重现期、降雨历时与时程雨型等模拟工况对水位高度、蓄水能力等进行验算与评价。结果表明：所建模型与文献数据具有较好的吻合性，NSE指数可达0.45以上；路基土的渗透系数与路面径流控制率显著相关，暴雨工况下随着路基土渗透系数的降低，地表径流占比达到30%以上，并且几乎丧失连续储水能力，而路基土饱和渗透系数的影响性较小；溢流管可有效减少地表径流量，降低溢流风险，在极端暴雨条件下设置溢流管的道路可削减60%的地表径流，并具有50%以上的连续储水能力；时程雨型对路面渗流特性的影响较为复杂，雨峰出现时间在控制地表径流与延缓径流峰值两方面呈现相反的规律，因而需要根据当地降雨资料与设计要求进行权衡。     

透水铺装雨水入渗模型与影响因素相关性研究

为了更加准确快捷地预测透水铺装内部的雨水渗流过程,探究降雨参数与路面设计参数对其渗流性能的影响,提出透水铺装雨水入渗模型,并针对影响因素的相关性进行研究。首先,基于地区水文气象资料与路面材料渗透特性,利用数学模型对降雨阶段关键参数进行量化研究,并从降雨强度与材料渗透能力的角度对雨水入渗的物理过程进行分阶段刻画,最终建立透水铺装雨水入渗-储水-排空模型。其次,针对该模型的诸多输入参数,进行正交设计试验计算各参数与径流控制率的相关性,寻找关键控制指标;基于该结论拟定典型透水铺装结构组合,选择不同降雨重现期、降雨历时与时程雨型等模拟工况对水位高度、蓄水能力等进行验算与评价。结果表明:所建模型与文献数据具有较好的吻合性,NSE指数可达0.45以上;路基土的渗透系数与路面径流控制率显著相关,暴雨工况下随着路基土渗透系数的降低,地表径流占比达到30%以上,并且几乎丧失连续储水能力,而路基土饱和渗透系数的影响性较小;溢流管可有效减少地表径流量,降低溢流风险,在极端暴雨条件下设置溢流管的道路可削减60%的地表径流,并具有50%以上的连续储水能力;时程雨型对路面渗流特性的影响较为复杂,雨峰出现时间在控制地表径流与延缓径流峰值两方面呈现相反的规律,因而需要根据当地降雨资料与设计要求进行权衡。     

根据流量资料推求设计洪水程序

一、前言根据流量资料推求设计洪水,在我国水文计算中,通常采用求矩适线法。适线法的步骤是: 第一,对流量资料由大到小排序,计算经验频率,并在海森机率格纸上绘出经验频率点据,必要时也可以目估绘出经验频率曲线。第二,根据初步计算的均值Q_o,离差系数C_v,作为适线的初试值,参考地区统计经验选定偏差系数C_s值,在绘有经验频率点据的同一机率格纸上,绘制理论频率曲线。第三,目估检查理论频率曲线与经验频率点据的符合程度,调整C_v及C_s值,直到符合最佳为止。即可选定参数。     

基于静载试验进行桥梁结构损伤识别

以桥梁结构有限元为工具，把当前结构模型中各单元的等效面积、惯性矩以及板壳单元的厚度作为识别参数{p}，建立识别参数对于各种量测的灵敏度矩阵[S{p}]。测取结构某些部位的位移、应变以及低阶的振动模态参数，以此为基准与原先结构的分析结果进行比较建立综合误差向量(ΔE)。通过优化方法不断调整当前计算模型的参数(ΔP)使结构响应与相应的试验值最大程度地吻合，从而得到结构参数变化的信息。以此为基础即可实现桥梁结构的损伤判别以及承载能力的评估。     

缸内直喷汽油机微粒排放特性的试验研究

试验研究了缸内直喷(GDI)汽油机的负荷、过量空气系数、点火时刻等参数对于三效催化器(TWC)后的颗粒(PM)排放特性的影响。试验在在2台GDI汽油机上进行,用气相质谱-色谱(GC-MS)联用方法,分析了TWC后微粒中可溶有机成分(SOF)。结果表明:随着负荷增加,微粒质量和数量排放增加,在满负荷工况下,微粒排放大幅增加;TWC后的SOF和核态微粒数量明显降低;随着过量空气系数的增加和点火时刻的推迟,微粒排放呈减少趋势;核态粒径峰值为10~20 nm,积聚态粒径峰值为50~70 nm。负荷、过量空气系数和点火提前角等参数和TWC对微粒粒径范围的影响小。     

降雨条件下含夹层公路边坡渗流特性分析

公路边坡中夹层渗透性相对强弱对其渗流场的影响极大。基于饱和-非饱和渗流计算理论,利用GEO-Studio有限元计算软件,计算了不同雨型降雨入渗下夹层渗透性相对强弱不同的公路边坡的基质吸力分布,揭示了其渗流演化规律。结果表明:(1)降雨初期基质吸力随时间逐渐减小,降雨后期,前峰型和中峰型降雨下基质吸力出现增加,降雨停止后各雨型下基质吸力均逐渐回升。(2)夹层渗透性相对强弱不同,各雨型降雨入渗下基质吸力演化规律也存在差异:基质吸力在夹层与覆盖层的界面处均呈现突变,在后峰型降雨下会出现局部饱和区域,但位置不同;夹层渗透性相对较弱时,覆盖层内的基质吸力在中峰、后峰和均匀型降雨的初期减小速度更快;基质吸力减小阶段前峰型和后峰型之间的基质吸力差异更小,但基质吸力回升阶段差异更大;夹层内基质吸力仅在前峰型和后峰型降雨下回升时存在较大差异。     

沥青混合料动静态渗透性能研究

设计了一种沥青混合料动静态渗透试验系统,测量了40 ～350 kPa压力作用下沥青混合料的渗透系数和透水量,并分析了沥青混合料试件的空隙率与渗透系数的关系.研究结果表明:设计的沥青混合料动静态渗透试验系统可以测量较高水压力下沥青混合料的渗透性能;随着水头差(水压力)的变大,2种混合料渗透系数不断减小,但沥青混合料的透水量随着水压力的变大接近线性增加;各级动态水压力作用下沥青混合料的透水量远小于静态水压力作用下的透水量;对于SMA-13混合料,其动态透水量只达到同级水压力时静态的50％ ～75％;对于AC-20混合料,其动态透水量是同级静态的48％ ～56％;在1 Hz、10 Hz 2种频率作用下,其渗透性能变化很小;沥青混合料的渗透性能对水压力的变化频率不敏感,对水压力的峰值敏感.     

滨海地区海绵城市低影响开发技术优化利用研究

针对中国南方滨海地区降雨强度大、历时短且受潮汐顶托影响的特点,对适用于滨海地区海绵城市的LID(Low Impact Development,低影响开发)设施组合以及布设规模展开研究。通过建立研究区域SWMM(Storm Water Management Model,暴雨洪水管理模型),设计4种LID设施组合,模拟分析不同LID组合的径流控制效果以及潮汐作用下的管网负荷情况,并确定综合效果最佳的LID组合;以成本、径流总量控制率为优化目标建立多目标优化模型,运用NSGA-Ⅱ算法对LID设施布设规模进行优化。结果表明：组合1在径流总量削减和缓解潮汐作用下的管网压力方面表现最优,在降雨重现期为2年和5年时,组合1在峰值流量削减和延缓峰现时间方面略次于其他组合,但在重现期10年降雨下反而更优;通过多目标优化方法得到了规模优化后的LID布设方案,该方案在满足控制目标的前提下相较于原方案节省了29.06%的建设成本。经过研究分析,得到适用于滨海地区且成本更低的LID设计方案。     

基于实验模态的桥梁结构动力分析理论研究

桥梁结构动力试验包含自振特性测试和各种条件的行车试验。实际检测时主要是利用测试冲击系数和自振频率这2项参数对桥梁结构承载能力进行评价,对于阻尼、振型等测试结果没有评判方法,仅列在检测报告中供参考。在实测中发现,频率、振型、阻尼的测试结果与设计计算值差异性较大,因此可以推断按设计值计算的结构动力响应(地震、抗风)计算结果与实际响应也应有较大差距。以基于振型分解法的理论作为基础,提出采用试验模态的实测数据进行动力计算,进而可以较为准确地评价桥梁结构的动力响应。     

驱动参数对GDI压电喷油器特性影响的试验研究

在油泵试验台上采用不同驱动方式对汽油机缸内直喷(GDI)压电喷油器的流量特性和响应特性进行了研究,测量了喷油器的喷油量、针阀开启时间等参数随驱动电压、电流的变化规律.研究表明:采用单峰值和恒定电流驱动方式,随着驱动电压的增大,喷油量近似呈线性增加,当电压大于155 V时,喷油量保持不变;采用多峰值电流驱动,随着驱动电压的增大,喷油量不断增大.采用恒定电流和多峰值电流驱动时,驱动电流对喷油量的变化影响不大.相同电流时,多峰值电流驱动的喷油量小于恒定电流驱动的喷油量.压电喷油器的响应时间随着驱动电压、驱动电流和电流变化率的增加逐渐减少,并最终趋于稳定.     

桥梁孔径设计中的周期流量推算问题

在没有水文观测站的河流上,周期流量推算资料的主要来源是调查与访问当地老居民,这样所得的资料只能是多年平均洪水位及几十年的特殊高水位,而不可能得到逐年的水位记录,因此我们必须利用这些资料来推算周期流量。在推算过程中,首先要决定的是下列三个参变数值,即:Qcp、C_v 和 C_s。Q_(cp)为多年平均洪水流量。这个流量是用历年所有最大每秒流量的总和,除以测水站观测年数而得的。C_v 为河流的变差系数,该系数是多年洪水变化的表征。C_s 为偏差系数,这个数值表明大小流量对于其平均数值分布的不均衡性。这三个数值