地震与滑坡碎屑流引发堰塞湖涌浪动水压力研究

为了研究堰塞湖水体在地震以及同震滑坡碎屑流共同作用下产生的涌浪动水压力,设计了振动台造波模型试验,开展了地震作用下堰塞湖涌浪动水压力试验,获取单独地震作用下动水压力数据并同已有地震动水压力计算公式进行比较;开展了滑坡碎屑流作用下的堰塞湖涌浪动水压力试验,获取单独滑坡碎屑流作用下动水压力数据,进而建立了计算滑坡碎屑流作用...     

顶推船队联结力的简单计算

针对顶推船队进行联结力计算.采用切片理论分别计算推船和驳船的附加质量、阻尼系数和波浪扰动力,建立推轮和驳船的耦合运动联立方程,在不同海况和航行条件下计算联结力,并与实验进行了比较.计算结果表明,首斜浪联结力最大;航速越大,联结力越大;波高越大,联结力越大.参照试验数据,提出简单的联结力估算公式.     

三维滑坡涌浪的产生及其传播过程的数值研究

从Navier-Stokes方程出发,采用VOF法追踪自由液面,基于流体计算软件FLOW3D,模拟宽广水域内滑块下滑所引起的涌浪及其传播过程,将数值结果与实验结果进行对比可知,计算值与实验值吻合较好．在此基础上,研究了涌浪产生时相同角度不同半径和相同半径不同角度测点位置的波高;并对涌浪产生后水体的流场结构以及自由液面的变化过程进行了研究．研究结果表明,该数学模型具有较高的精度和适应性,能较好地模拟滑坡崩落所导致的涌浪现象,对水库大坝设计及滑坡涌浪灾害预防具有一定的参考价值．     

堰塞坝漫顶破坏溃口演变机制试验研究

以枷担湾堰塞坝为原型,考虑坝料粒径、坝体高度、坝体下游坡度等影响因素,设置了4种试验工况,制备了相应的试验用坝,并在上游来流量相同的条件下(0.15 L/s),观察不同工况下各坝体的破坏过程,进而分析堰塞坝溃口演变机制。结果表明:堰塞坝的溃决主要可以分为持续时间较长、溃决过程较缓和的溃口贯穿阶段,及持续时间较短、溃决过程较剧烈的溃口拓展阶段两大阶段;溃口演变在纵向上主要体现在陡坎侵蚀和溯源推进,横向上体现在水流淘脚、边坡坍塌;堰塞坝颗粒粒径决定了坝体的抗冲刷能力,颗粒越大,坝体抗冲刷能力越强;坝高反映了水流的冲击能力,坝体越高,坝体溃决时能量越大,危害性也越大;坝体下游坡度反映了坝体的稳定程度,坡度越缓,坝体稳定性越好。     

不同填筑材料对尾矿坝漫顶溃决过程影响试验研究

选取高钛渣、山沙及河沙作为尾矿坝填筑材料,采用试验与理论分析方法研究了相同级配下的3种不同材料填筑尾矿坝在洪水漫顶作用下溃坝过程差异.研究结果表明:高钛渣填筑尾矿坝溃坝后最终溃口宽度最小,坝体侵蚀率最低.山沙和河沙填筑尾矿坝溃坝过程溃口材料损失率和下游洪水含沙率高于高钛渣填筑尾矿坝.将断面平均流速与水流表面流速比值定义为表面流速系数k,泥沙浓度和溃口尺度通过影响k值间接影响溃口流量.理论推导表明当泥沙浓度介于0.05～0.15时存在一个最小k值,当溃口尺寸增大时,k值随之增大.     

初始含水率及人工干预对堰塞坝溃决影响试验研究

为了探索堰塞坝的初始含水率对溃坝过程影响,分别选取了初始含水率为19.59%,8.90%,5.50%,4.20%和2.97%的5组土石坝进行水槽试验。在此基础上,通过抛投不同粒径块石的方法探讨了人工干预措施对溃坝过程溃口流量的影响。试验结果显示:当坝体初始含水率为5.50%时,堰塞坝溃决过程的峰值流量为0.005 5 m~3/s,高于高含水率工况(19.59%,8.9%)和低含水率工况(4.2%,2.97%),为最不利初始含水率;坝体初始含水率越高,溃坝过程溃口"陡坎"向上游发展速度越快,溃口收缩最窄处越靠近坝体上游,最终溃口宽度越宽;随着坝体初始含水率降低,溃坝时间相应延长,溃口峰值流量出现时间也相应延后;在最不利坝体初始含水率条件下,向溃口入口处抛投块石对溃口峰值流量有削减作用,相对无抛投块石工况分别削减5.45%,10.9%和14.55%,并且峰值流量出现时间滞后。试验结果分析表明坝体初始含水率对于堰塞坝溃决过程是一个十分重要的影响因素,通过抛投块石方法对堰塞坝溃决流量进行控制是有效且明显的。     

减震体系梁桥在地震与爆炸组合作用下的性能研究

以某减震体系梁桥为研究对象,通过比较分析地震荷载单独作用和地震与爆炸组合作用下墩底的弯矩和支座的最大位移及残余位移,研究爆炸冲击对地震中受损的桥梁构件的影响。结果表明,地震后的爆炸冲击会瞬时增大桥墩的弯矩甚至使其屈服,导致屈服墩墩顶的支座残余位移增大50％以上。     

非平稳地震作用下高墩桥梁体间隙需求分析

为了研究非平稳地震作用下高墩桥梁体防撞间隙需求,基于随机振动理论及虚拟激励法,对不同烈度下场地条件对非平稳间隙需求的影响进行了分析. 首先,建立了非平稳地震作用下相邻梁体相对位移需求与烈度间的数学关系;其次,基于理论计算的梁体间最大相对位移,确定碰撞间隙宽度需求以达到防止梁体间发生碰撞的目的;最后,以某大跨度连续刚构-连续梁体系为实际工程算例,研究了非平稳地震作用下桥梁结构在一致场地和非一致场地（实际场地）条件下的碰撞间隙需求量,且获得了不同烈度下非平稳碰撞间隙需求谱. 研究结果表明:非平稳地震作用下,硬土场地条件时,相对位移时变均方差的峰值最小,实际场地条件最大,约为硬土场地的4倍;实际场地条件的各烈度下非平稳碰撞间隙宽度需求均值比软土场地、中土场地和硬土场地分别大36%、69%和73%,均方差分别大45%、74%和78%;平稳地震激励比非平稳地震激励时碰撞间隙需求量大20%～30%.      

整体式斜交连续梁桥抗震性能

采用SAP2000软件建立了某整体式斜交连续梁桥的三维有限元模型,通过非线性时程分析,研究了整体式斜交连续梁桥在地震作用下的受力特性及抗震性能,并探究了跨数、斜交角、台后土密实度和墩高等主要结构及基础参数对该类桥梁地震响应的影响。研究结果表明:整体式斜交连续梁桥中震害变形主要集中于桥台桩,桩顶截面在峰值加速度为0.4g的地震作用下形成塑性铰时,墩顶支座无破坏,且桥墩几乎无损伤;桥台桩位移及纵桥向弯矩的最大值均位于桩顶,而横桥向弯矩最大值可能位于桩顶或桩身反向弯矩峰值处;随着跨数的增加,整体式斜交连续梁桥的地震响应尤其是墩顶支座剪切应变及桥面转角明显增大,当跨数由单跨增加到4跨时,地震响应均增加了1倍以上,墩顶支座剪切应变甚至增加近2倍;随着斜交角的增加,桩顶纵桥向位移、桩顶截面屈服面函数值及中跨转角明显增大,斜交角为60°时,桩顶纵桥向位移增加了3倍以上,斜交角为45°时,墩顶支座剪切应变最大;随着台后土密实度的增加,各构件纵桥向位移响应与墩顶支座的纵向剪切变形降低,桥台桩、桥墩纵桥向位移及墩顶支座纵向剪切变形分别减小了12.9%、9.3%和9.5%;随着墩高的增加,墩顶位移明显增加,而支座剪切应变明显降低,但桩顶位移及桩顶截面屈服面函数值几乎不变;当墩高从4 m增大到9 m时,墩顶漂移率增大了42.1%,墩顶支座剪切应变减小了57.5%。      

三峡电站汛期调峰时两坝间通航船模试验研究

三峡大坝—葛洲坝两坝间航道曲折多变,水流条件复杂。三峡电站调峰运行后引起航道水流条件的变化对通航将产生不良影响。根据船模实验最高安全限值的要求,通过船模通航实验,分析了不同船队在各关键航段汛期调峰时船队上下行航行的最大舵角、最大漂角、对岸航速及航行时间的变化;研究论证了汛期调峰时两坝间的通航条件,确保船舶安全通过此航段;提出了最佳航线、驾驭方式和航行难点。     

冰碛湖溃决危险区铁路沿河线方案评价方法

为建立青藏高原南缘冰碛湖溃决危险区铁路方案风险评价方法,首先,对青藏高原南缘74例冰碛湖溃决灾害实例溃决机制进行统计分析;在此基础上,针对冰碛湖溃决影响因素众多、关系复杂且具有高度不确定性的特点,利用多态贝叶斯网络建立了冰碛湖溃决概率预测模型;然后,以冰碛湖溃决危险区沿河线路工程为承灾体,综合冰碛湖溃决危险性评估与沿河线河谷地貌特征提出了各类风险区线路长度计算程式,建立了针对冰碛湖溃决危险性的铁路选线方案评价方法;最后,以中尼铁路跨喜马拉雅段的樟木、吉隆局部走向方案为例,说明评价方法的作业程式. 研究结果表明:樟木方案在冰碛湖分布区的线路长度小于吉隆方案,从选线角度属于线路短直方案,但樟木方案各风险区段线路总长超出吉隆方案约45%;从冰碛湖溃决风险角度,吉隆方案优于樟木方案.      

北部湾热带气旋增减水实例分析

本文对8007号热带气旋与8221号热带气旋引起的北部湾增减水情况进行了计算,初步探讨了北部湾风暴潮特征与形成原因。研究表明,由于北部湾水深较浅,受地形影响,当热带气旋来临时,增减水现象较显著。广西外海受热带气旋外围影响时,水位呈现增减水振动,当距离热带气旋中心较近时,出现风暴潮。     

Block Limit Analysis Method for Stability of Slopes During Earthquakes

Based on the limit analysis upper bound method, a new mechanism of soil slope failure has been proposed which was consisted of plastic shear zone and rigid block zone. The different zones interface were regarded as discontinuity lines. Two sliding blocks of the slope were also incorporated horizontal seismic force and vertical gravity force. The velocities and forces were analyzed in two blocks, and the expression of velocity discontinuities was derived according to the principle of incompressibility. The external force done work for the blocks and the internal energy dissipated of the plastic shear zone and the velocity discontinuous were solved. The stability ratios were derived for the height of two-level slope with different rates to involve seismic and no seismic. The present stability ratios were compared to the previous study, which showed the superiority of the mechanism and the rationality of the analysis. The critical height of the slope can provide a theoretical basis for slope support and design.     

黄河兰州市区段水资源价值的研究

根据近年来黄河兰州段水污染的监测资料并结合影响黄河兰州段水资源价值的4个重要因素,运用模糊数学的原理,对水资源进行价值化和直观化,其结果可为流域水污染治理和水资源保护的决策提供依据和支持.     

大型基础设施系统设计中的风险及概率

在大型基础设施系统中,不可避免地会出现重大的不确定性,因而,无法确保已建系统的安全性和可靠性.有功能失效甚至破坏的可能,同时也有相应的规避风险的措施.从实用角度出发,不确定性可以分为两大类:数据型(又称偶然型)不确定性和知识型(又称认知型)不确定性.前者可以通过对数据的观察来评估,而后者则需要主观判断.系统地分析了这两...     

基于失效概率法的桥梁地震风险评估

为了研究地震破坏下高速铁路连续梁桥发生破坏的可能性,根据地震风险性（risk）为地震危险性（hazard）与易损性（fragility）乘积的定义,基于失效概率法,对高速铁路连续梁桥地震风险评估方法进行了分析.通过条带法建立桥梁地震需求模型,基于可靠度函数获得桥梁地震易损性曲线,拟合得到桥梁易损性概率密度函数;根据桥址处地震危险性资料,推导桥址处地震加速度概率密度函数;通过地震加速度概率密度函数与桥梁结构易损性概率密度函数的数值积分,实现桥梁地震风险概率评估.以一座（32+48+32）m高速铁路连续梁桥为例系统演绎了失效概率法桥梁风险评估的实现过程.研究结果表明:当地震危险性资料缺乏或不足时可以通过地震烈度分布函数及其与地震峰值加速度之间的换算关系,推导和完善地震危险性分析资料;对于高速铁路（32+48+32）m连续梁桥100年设计期间内发生轻微损伤的概率为5.16%,发生中等损伤的概率为4.46%,桥梁受到轻微损伤和中等损伤风险概率接近,几乎不可能发生严重损伤和完全破坏.      

强震区桥台岸坡震动滑移破坏机理研究

针对汶川地震中大量桥梁岸坡出现滑移破坏现象,对地震作用下桥台岸坡滑移进行了理论研究.根据米塞斯流动法则,得到地震作用下桥台岸坡滑动面应变速度以及与滑动线夹角,据此得出作用于岸坡各外力做功和塑性流动消耗的能量,依据外力所做功与内部消耗能量相等的原则,最终推导出岸坡最大地震主动土压力及所对应滑动面倾角,将能量耗散理论与岸坡...     

山地系统灾变行为自组织临界性研究

为了研究山地系统宏观动力学的整体规律,基于戴维斯地貌发育理论,提出处于地貌发育阶段幼年晚期的河谷及壮年期的山地具有自组织临界性(self organized criticality, SOC)的内禀属性,并建立了基于斯特拉勒积分的大流域地貌发育阶段判别方法.以地震触发崩塌滑坡为切入点,通过震区实震资料分析、元胞自动机模拟、振动台沙堆模型实验,提出不同烈度区地震触发崩塌滑坡分布的演化规律:在Ⅶ度、Ⅷ度、Ⅸ度区,崩塌滑坡规模与出现频率之间存在良好的负幂律关系,在Ⅹ度区,幂律关系弱化,在Ⅺ度区,这一关系转为对数正态分布. 通过3个案例介绍了SOC理论在岩土体地震扰动深度评估、泥石流防治工程设计径流量极值计算、基于地震活动性参数b值在地应力评估中的应用.      

三峡库区箭滩河硝酸盐氮及亚硝酸盐氮分布特征

于枯水期采集三峡库区箭滩河沿线38个地点地表水样和沿途农村饮用井水/泉水13个水样,分别测定了水体中硝酸盐氮、亚硝酸盐氮含量;分析了枯水期箭滩河地表水及饮用井水中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮分布及变化特征;阐明了地表水、地下水体中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮浓度之间的相关关系,及硝酸盐氮和亚硝酸盐氮浓度与高程之间的关系.研究结果表明:...