定向钻拖拉法施工在重力流排水管道中的应用

定向钻孔拖拉法在长距离重力流管道施工中的应用     

长距离重力流输水管线水锤防护设计探讨

长距离重力流输水管道应用日益增多,水锤防护研究对于保障输水管道安全运行至关重要。某4万m3/d供水工程重力流输水管道长约12.8 km,地形起伏较大,通过水锤模拟,结合工程实际条件,在水锤发生的薄弱位置设置空气阀和水击泄压阀,水锤升压控制低于1.3倍最大工作压力,使输水管道系统处于安全工作状态,既易于实施,又节省用地与投资,同时针对水锤防护全过程提出合理化建议。     

无压自由出流缓坡涵洞过流能力的确定

在公路工程中,涵洞所占比例往往很大。涵洞过流能力是涵洞孔径设计的依据。《公路桥涵标准图拱涵(JT/GQB021-73)》指出,当涵洞底坡小于该标准图所列临界坡度时,其过流能力应按下列公式折减。 Q=(i/i_k(1/2))Q_k (1)式中:Q_K——标准图中计算涵洞过流能力; i——所设涵洞底坡; i_K——涵洞临界坡度; Q——折减后的涵洞过流能力。     

水文航海流态作用浅析

影响船舶定位和导航的流态是水文航海研究的重要内容,国内同行对此作了不少探讨.在此基础上,本文以川江为背景,着重对泡水、漩水、含沙水流等流态进行初步的数量分析,提出船舶的机动性能、航速是克服不良流态的关键因素.     

折板式竖井折板间隔对水流水力特性影响分析

为研究折板间隔对折板式竖井内水流的水力特性影响,采用Realizable k-?模型结合VOF模型对不同折板间隔的竖井进行数值计算。结果表明：折板间隔是竖井较为关键的影响因素;随着折板间隔的增大,折板上水流流态会从往复跌水流逐渐过渡为S型贴壁流,折板或壁面受到的冲击以及冲刷作用也会逐渐增大;无论折板上水流流态为往复跌水流,还是S型贴壁流,竖井消能率基本都在90%以上,受折板间隔影响较小。     

盾构下坡掘进对推进阻力的影响研究

以神华新街6°煤矿斜井盾构工程为背景,针对盾构下坡掘进工况,通过建立盾构上作用的水土压力载荷与坡度的数学关系模型,推导出推进阻力与坡度的数学公式。结合工程实例,计算水平掘进与6°下坡掘进各推进阻力值,并利用MATLAB软件绘制下坡掘进时推进阻力随坡度变化的曲线。结果表明:1)6°下坡掘进的总推进阻力相对于水平掘进仅减小了约8%,坡度小于13°时,可通过水平掘进时的推进阻力减去重力沿掘进轴线上的分量来近似求得,且偏差小于10%;2)总推进阻力会随坡角的不断增大而减小;3)当坡度大于50.4°后,盾构有自动向下滑移的趋势,刀盘将自动压紧开挖面,导致刀具自动嵌入开挖面,增加了启动扭矩与换刀的难度。     

线性剪切流作用下设置沉井施工期受力特性研究

为研究水流作用对设置沉井施工期受力特性的影响，采用线性剪切流模拟非均匀流，建立水流-圆形设置沉井相互作用模型，分析不同施工阶段圆形设置沉井与水流的相互作用情况，并与均匀流作用进行对比。结果表明：线性剪切流作用下圆形设置沉井水流力及水流力矩随流速的增加均呈平方关系。线性剪切流呈表面流速大、底层流速小的规律，对结构尾流区的涡漩有显著抑制作用，与均匀流作用相比，线性剪切流作用下结构受力偏小。随着沉井不断下沉，结构吃水深度增加，过水断面进一步压缩形成了绕流，引起局部压力及水流力成倍增加。     

绞吸式挖泥船加气输送试验系统设计与数据分析

在湖泊清淤、取土固堤以及对航道进行疏浚治理中，疏浚土的输送方式多是通过水力运输的。为了认识加气输送所应用的泥质、浓度等参数的应用范围，设计了多相流试验装置。研究加气助送机理，确定加气压力、输送流量、射流水压力、泥浆浓度、管道压力、喷嘴结构形式等参数之间关系以及各参数对助送效果的影响，并比较加气和不加气的对减阻的影响。     

污水厂泵站前池流态分析与整流优化

为改善污水处理厂进水泵站前池中的不良流态,应用CFD软件,基于-标准模型和SIMPLEC算法对泵前池的初始设计方案和增设导流墙整流的改进设计方案进行模拟计算。结果表明,无整流措施时,前池中存在大量旋涡、回流区,各台泵进流不均匀;增设导流墙后,旋涡区域的范围及数量明显减少,进水流速分布更加均匀,前池内的流态得到有效改善;分别计算整流前后的参考断面的流速不均匀系数和各台泵进流流量的标准偏差,结果表明,设置导流墙有利于均化进流,提高水泵效率。     

超大型城市供水泵站前池导流措施的流场及水力模型研究

该文针对多种约束性条件下的大型泵站前池流态,通过建立紊流不可压缩流体的速度场模型及多方案的水力模型,运用有限体积法计算并分析了增设导流锥、导流墩对前池及吸水池流场的改善情况。数值模拟的计算结果表明,增加导流锥后,喇叭口下方水泵进水偏流角一般均小于4°,对改善进泵偏流效果显著;事故工况时,单侧吸水池的水泵平均流量偏差比由26.89%降低至13.26%,吸水管附近水流比较平顺、均匀。水力模型试验表明,泵站前池的八字形导流墩方案可有效地消除存在的大范围回流区和斜向流,并通过调整配水孔口的分流比加强导流作用;导流墩整流方案配水渠至前池末端最大水位落差为0.020m,满足设计方所提出的水力设计要求。     

平原地区雨水管道设计坡度的选择

平原地区由于地势平坦,排水管道往往无地形高差可以利用,造成下游管道埋深过大。该文以工程实例来说明平原地区的雨水管道设计坡度选择问题,为雨水管道设计提供了新的经验。     

考虑转动惯量时轮流管道动力特性分析的有限差分法

根据Ｈａｍｉｌｔｏｎ变分原理，推导出了考虑转动惯量和剪切变形时输流管道的运动微发方程，用有限差分法分析考虑转动导量时输流管道的动力特性和动力稳定性。     

考虑质量迁移的全风化花岗岩隧道突水突泥试验

为研究全风化花岗岩隧道突水突泥变质量渗流特征及灾害演化机理,自行设计了一套可考虑质量迁移及三向应力状态的大型室内突水突泥试验系统。该试验系统主要由加载系统、渗流系统、泥水回收系统组成,具备模拟地层三向应力状态的特点,且设计的渗流系统能较好地模拟颗粒迁移特性。利用该装置系统开展不同水压力及围压下的突水突泥演化试验。结果表明：①全风化花岗岩隧道突水突泥灾害演化是渗流-侵蚀强耦合过程,岩体颗粒在水力作用下发生侵蚀流失,致使岩体孔隙、渗透率增长,进而再次加快颗粒迁移,促使涌水量不断增长;同时,随颗粒物不断迁移,水流流态可能由线性流向非线性流发生突变,最终诱发突水突泥灾害。即,颗粒迁移是突水突泥演化的内因,水流流态的转换是灾变的关键;②突水突泥灾变风险随水压力增加而增加,特别是当水压力达到0.6 MPa时,颗粒流失量达到总质量的11%,涌水量更达到395.84 mL·min^-1,是低压力（0.4 MPa）条件下的4.3倍,且水流流态也由线性流向非线性流转变,表明存在临界水压力促使灾害发生;③突水突泥灾害演化随围压加大而逐步加快,尤其是对灾害演化的初始阶段,表征围压的增长显著加快灾害的初始演化速率并缩减灾害预防时间,因此在高围压环境下须重点监测初期的渗流侵蚀特性。     

四类代表车型自由流稳态速度预测模型的研究

通过理论分析和大量道路实测结果,建立4种国产汽车自由流稳态速度预测模型。分别讨论了道路坡度、平整度、曲度速度,建立了单项因素速度模型。对综合道路条件下的速度预测,采用了经过实验标定的HDM-Ⅲ限速模型。     

水体在有压扩散段内的流动特性研究

有压泄水隧洞的出水口处一般都是渐扩段。由于水流在扩散前流速较大,而扩散后流速较小,水流流速在短时间内发生了较大变化,因此会产生多种复杂的水流现象——流动分离、回流或漩涡等。主要针对对称渐扩段内的水流流态情况,利用Fluent软件,采用大涡模拟法得到特定雷诺数情况下,扩散角大于或等于7°时,对称扩散段内会发生主流来回摆动现象;当扩散角为特定角度时,在一定的雷诺数范围内,扩散段内主流来回摆动的起始时间随雷诺数增大提前,主流摆动的振幅随雷诺数增大而增大。     

流态粉煤灰室内试验研究

从流动性和力学性能两个角度研究了水泥掺量、用水量、养护环境对流态粉煤灰性能的影响;设计出适应于流态粉煤灰的CLSM材料流动性试验方法及评价指标;结果表明,流态粉煤灰流动性随水泥掺量影响不大,与用水量成正比,并存在最佳用水量点。流态粉煤灰强度与水灰比成正比,养护环境对流态粉煤灰强度发展影响较大。     

重力举升式粉罐车远距离低速密相输送分析

主要介绍了重力举升式粉罐车在进行远距离低速密相输送时罐内粉粒流态化的形成及在管道输送中总的压力损失与管道设置、气流速度、固气二相流浓度、卸料工作压力的关系.     

钢箱-混凝土组合拱桥考虑流态混凝土的施工过程分析

由于钢箱-混凝土组合拱桥这种新型结构的出现,使得常规混凝土拱桥存在的施工安全以及结构性能等方面的问题得到了较好的克服。但在施工阶段钢箱内大方量的流态混凝土和不同的混凝土浇筑顺序对钢箱的作用尚不清楚,因此该文讨论了3种不同的流态混凝土自重荷载的简化处理方式和不同的混凝土浇筑顺序,分析了在不同简化方式和混凝土浇筑顺序下钢箱的力学行为。分析结果表明:考虑流态混凝土为具有固液双重性质的物体,即既能传递压力,又能传递摩擦力和剪力,采用这种简化方式来处理流态混凝土的自重荷载相对优异;而采用先对称浇筑两侧的满填混凝土,再对称浇筑底板混凝土,然后一次性浇筑横系梁和箱内隔板混凝土,最后一次性浇筑顶板混凝土的浇筑顺序时钢箱的力学行为更为理想。     

基于BIM技术的闸后流态优化水工模型试验

航塘港泵闸坐落于航塘港与杭州湾交汇处,工程重点保障浦东片防洪除涝,同时兼具水生态环境改善、水资源调度等功能。为了保障航塘港泵闸的安稳运行,基于BIM三维模型技术,采用水工模型试验研究工程闸后水流流态,并研究流态优化方案。试验表明,BIM技术可以有效指导物理模型制作,工程采用的优化方案整流效果较好,可减小局部高流速,减轻外河防护强度。     

基于扩展卡尔曼滤波与机器视觉融合的道路侧向坡度估计

为解决现有算法难以准确估计前方道路侧向坡度的问题,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波（EKF）与机器视觉（VB）融合的道路侧向坡度估计方法。首先,建立含有侧向坡度的车辆2自由度模型,通过EKF估计出侧向坡度与车辆侧倾角的叠加态,由侧向加速度乘以适当增益解耦出车辆侧倾角,得到EKF道路侧向坡度估计值;其次,通过视觉成像原理分析二维图像中道路侧向坡度与图像中相关参数的几何关系,得到VB道路侧向坡度估计值;最后,通过数据融合得到最终的道路侧向坡度估计值,使估计结果冗余互补。仿真和实车试验结果表明,该融合算法能够适用于道路侧向坡度变化的坡道,并显著提高了估计精度。