滩地植被化复式河槽的水流阻力特性试验

利用室内变坡水槽试验研究了复式河槽中滩地植被对水流阻力的影响,采用声学多普勒测速仪(ADV)观测了不同垂线、不同测点的垂线流速分布,分别讨论了水深、植被密度、淹没与非淹没植被对滩地阻力系数的影响.分析发现:滩地种有植被后,复式河槽的水流流速不再满足对数分布,在垂向可以认为是一个常数,且其值随植被密度的增加而减小;阻力系数在滩地无植被时受水深的影响很小,在有植被的工况中,阻力系数会随水深的增加而显著增大,其值与植被密度满足线性关系;滩地植被淹没后,虽然滩地阻力系数也随水深的增加而增大,但其增幅较非淹没植被工况中要小.     

植物特性对复式河槽流速分布影响的实验研究

通过水槽试验,探讨了不同滩地植被密度、植被高度对复式河槽流速分布的影响。试验时,借助声学多普勒测速仪(ADV)观测不同垂线、不同测点的瞬时流速,选竹签模拟乔木。试验结果表明,在滩地无植被情况下,流速分布满足对数分布;滩地种树后,主槽流速明显增大,滩地流速减小,流速呈S型分布,不同植物密度,S型的分布是不同的。这种S型分布将水流划分为3个区的复杂行为,S型分布的形状与水深、垂线位置和植物特性(植被高度,植被密度)有关。植被密度对流速分布的影响非常明显。     

植物特性对复式河槽流速分布影响的实验研究

通过水槽试验,探讨了不同滩地植被密度、植被高度对复式河槽流速分布的影响。试验时,借助声学多普勒测速仪(ADV)观测不同垂线、不同测点的瞬时流速,选竹签模拟乔木。试验结果表明,在滩地无植被情况下,流速分布满足对数分布;滩地种树后,主槽流速明显增大,滩地流速减小,流速呈S型分布,不同植物密度,S型的分布是不同的。这种S型分布将水流划分为3个区的复杂行为,S型分布的形状与水深、垂线位置和植物特性(植被高度,植被密度)有关。植被密度对流速分布的影响非常明显。     

粉沙的水流挟沙力试验研究

针对三峡水库常年回水区特有的粉沙淤积情况,采用6 m长的变坡水槽对三峡水库常年回水区粉沙的水流挟沙力进行研究。研究结果表明:水槽试验数据与现有水流挟沙力公式对比,比较有代表性的张瑞瑾和沙玉清两个公式计算的挟沙力偏大,与ЭаМаРин公式计算值较为接近;参照ЭаМаРин公式的结构形式,利用基本量纲分析,得到粉沙的水流挟沙力结构形式;通过水槽试验数据,利用多元线性回归的方法,拟合出适合这种粉沙的水流挟沙力公式。     

拉拔荷载下黄土隧道系统锚杆力学特性分析

基于Mindlin问题的位移解导出了拉拔荷载作用下砂浆锚杆的剪应力分布和轴力分布的弹性解。依托岢临高速公路某黄土隧道,通过现场试验得出边墙系统锚杆的极限拉拔力,分析了拉拔荷载作用下边墙系统锚杆的受力特性;探讨了不同土体性质下砂浆锚杆剪应力及轴力的分布形式。研究成果为黄土隧道系统锚杆的设计和优化提供了理论依据,对设计和施工具有指导意义。     

过渡段横断面形态对弯道横向比降的影响研究

以长江叙渝段为原型建立连续弯道概化模型,进行定床水流试验。结果表明:过渡段的边界形态对连续弯道横比降分布存在明显影响,与单一矩形弯道中以弯顶呈完全对称分布特征不同,弯曲放宽复式河槽边界条件下弯道的横比降呈不对称分布,其后弯区域比降大于前弯。建立了反映边滩形态因子的最大横比降和全弯道横比降分布公式。     

长江上游塘土坝河段水流特性及河床演变分析

分析了塘土坝上游来水来沙条件,结果表明:该河段为典型山区河流,河岸组成较为坚硬,河床变形以推移质运动为主,河段年际间来水来沙变化不大。结合三峡大坝蓄水运行后该河段水沙条件的变化及实测地形资料,深入分析了塘土坝河段河床演变规律,并预测了洲滩演变趋势。为该河段航道维护和治理提供了理论依据。     

天白水电站溢洪道弯曲段流态优化试验

为了改善开县天白水电工程溢洪道弯曲段流态,使断面内流量分布均匀,提高运行稳定性,根据其实际运行情况,结合以往类似工程的经验,提出了弯段底板高程正超高的优化设计方案。物理模型试验表明,采用这种工程方案可以很好地消减急流冲击波,改善弯曲段水流流态,提高下游消能能力。     

液压机械无级变速器传动特性分析

通过研究单排行星机构和液压元件的不同组合,提出了适合非道路车辆传动系应用的液压机械无级变速传动方案,并分析了(3+1)段位的分矩-汇速液压机械无级变速器的转速比、功率比和转矩比等传动特性。研究表明:该方案能较好地适应非道路车辆液压机械传动的要求。     

新月拱桥结构静动力特性分析

以某城市景观桥梁——新月拱桥为工程背景,运用Midas Civil建立全桥空间杆系有限元模型,对其施工全过程的静态受力、动力特性及稳定性进行分析。研究结果表明:空间桥跨结构受力合理,具有良好的刚度与强度;结构振动基频为0.93 Hz,为横向1阶;各主要施工阶段的稳定安全系数均大于4.0,具有良好的稳定性。     

大跨度悬索桥冲击系数研究

以重庆青草背长江大桥为工程背景,基于桥梁静力效应等效的原则针对规范车道荷载逆向反推得到桥上车辆的布置,开展不同车辆速度、路面粗糙度情况下的车辆-桥梁耦合振动分析,得到桥梁各关注项目的冲击系数,评价现行规范冲击系数取值的适应性。研究结果表明:现行规范中的冲击系数取值对于大跨度悬索桥的部分内力效应偏于不安全。     

粉质土的土质特性及处治方法

依托临海高等级公路南通段的工程设计,对沿线的土样进行了物理状态测试、颗料分析、液塑限分析、击实特性试验、膨胀性分析,及承载比(CBR)等试验,确定了现场的土质为粉粒为主的级配不良土,不能直接作为路基填料使用。对比分析了作为路基填料的几种土质改良方案的承载比试验结果,及作为路面结构底基层材料的几种土质改良方案的无侧限抗压试验结果,提出了路基填料及路面结构底基层材料的推荐方案。     

爆炸荷载作用下斜拉桥的结构特性

以大跨径斜拉桥为例,运用流固耦合分析得到了不同等级炸药在内车道以及外车道爆炸后主梁承受的爆炸荷载力。建立混凝土箱梁、钢箱梁局部分析模型,分析不同等级爆炸发生后主梁的损伤。结果表明:主梁损伤范围主要受主梁类型以及爆炸质量影响,与爆炸发生水平位置的关联度很小。进一步建立全桥分析模型,根据爆炸荷载时域模型,开展了动力响应分析。结果表明:振动作用下主梁轴向应力变化很小,靠近爆炸点附近的拉索有较高的断索风险。     

热再生沥青混合料的疲劳特性研究

针对渝长高速公路废旧沥青混合料,对新拌沥青混合料AC-16和RAP掺量分别为10%,30%,50%的再生AC-16进行长期老化前后的间接拉伸疲劳试验。引入疲劳寿命比Nf(k/n)和疲劳寿命损失率F(k)的概念,对再生沥青混合料疲劳特性的变化规律进行了系统评价。试验结果表明:随RAP掺量的增加,再生沥青混合料的疲劳寿命比降低,且老化后的疲劳寿命比要小于老化前,且疲劳寿命损失率增加。     

高等级沥青路面碾压方式的优化

通过对沥青路面碾压过程中碾压温度、速度、重叠轮宽和碾压段落进行量化分析,找到影响压实质量的各因素的内在联系,并给出相应的理论计算方程。结合实际分析,得到了该理论在实践中的应用前景,便于在施工现场中关于沥青路面碾压质量的控制与管理。     

桥台裂缝的温度场效应研究

以重庆盘溪路大石坝立交工程为例,从温度场理论出发,研究了冬季降温产生的温度应力对如桥台结构的大体积混凝土应力变化的影响;应用有限元软件对桥台背面进行切缝处理,研究切缝后的桥台应力场分布情况。研究结果表明:桥台的外侧受温度影响比内侧受温度影响更为敏感,在降温时候外侧更容易开裂,在桥台背面适当位置增加竖向切缝后,桥台的温度应力集中现象将获得释放。     

拓宽改造对旧桥受力性能的影响分析

早期建设的山区T梁桥、空心板桥由于不能满足急剧增长的交通需求必须拓宽。从荷载横向分布系数入手,利用梁格法分析不同拓宽方式对中小跨径桥梁内力的影响。研究表明:合理的拓宽方案可有效降低旧桥梁体承担的荷载,间接提高旧桥承载裕度,达到少加固或不加固即能满足拓宽提载的要求,有效减少加固费用。     

飞燕式拱桥结构静动力特性分析

飞燕式拱桥具有跨越能力大、承载能力高、自平衡推力而地基适应能力强、造型优美的优点。以一座新建三跨连续自锚飞燕式提篮钢管混凝土拱桥为工程背景,通过有限元分析软件Midas Civil建立该大桥的空间杆系有限元模型,对该拱桥的空间受力特点进行分析,评定其结构静力、动力特性和施工过程以及成桥后的稳定性能。计算结果与分析表明,主拱肋及边跨各截面的抗力均大于组合轴力,同时各个主要施工阶段结构稳定安全系数均大于4。因此,该拱桥结构静动力性能优良,满足设计规范要求。     

长三角集装箱公路运输与水陆联运比较

以苏州经由洋山港进出口的集装箱货物运输为例,通过计算集装箱运输成本、CO2排放量和交通流量等3个指标,分析了集装箱公路运输和水陆联运的优劣。研究表明:苏州至洋山港集装箱水陆联运的成本优势不明显,但对环境保护和城市交通方面起到很大的作用,对长三角水水中转意义重大。     

澜沧江小白塔滩航道整治

针对澜沧江小白塔滩出现的局部水深不足、航槽岸线不规则、水流流态较差、洪水期流速与比降组合超过消滩水力指标等问题,采用"航道尺度解决、流态改善、急滩缓解"等方案,应用平面二维水流数学模型进行航道整治研究。研究表明:"切嘴""炸礁"等整治措施具有平顺岸线、改善流态等作用,整治后的滩段航道尺度可满足规划航道等级要求。