微弯分汊河段枢纽增建鱼道水流条件数值模型试验

大源渡航电枢纽拟增建鱼道,受枢纽总平面布置条件限制,鱼道进口如果布置在电站尾水,则施工难度和投资均较大,存在严重安全隐患。为既确保安全、节省投资,又满足过鱼要求,采用SMS-RMA2模型建立了平面二维水动力数学模型,模拟得出枢纽坝轴线下游一定范围内多种不同工况下的流场图,为在坝址所处微弯分汊河段找到合适的鱼道进口位置提供了可靠的参考依据。为提高过鱼效果,建议在鱼道进口上游侧设置导鱼电栅等拦鱼系统和喷淋水声、灯光等诱鱼系统,帮助鱼类及早发现鱼道入口。     

信江东大河复杂浅滩段航道整治方案比选

信江是鄱阳湖流域的五大河流之一,现状航道为Ⅶ级,不满足社会经济发展要求,信江下游拟通过渠化工程来提高航道等级。根据最新河道地形资料及实测水文资料建立工程段的平面二维水流泥沙数学模型并进行详细验证,对航道整治工程后的水流、泥沙冲淤进行计算。对东大河蔡家洲、干港口、磨盘洲3个重点滩险段航道现状及碍航特性进行分析,提出渠化工程后3个险滩段航道整治布置方案,综合考虑工程后的水流运动、工程量、行洪影响、航槽稳定等条件,综合比选得到3个险滩段的航道整治推荐方案及对蔡家洲滩进行工程方案优化,设计成果可为类似航道整治提供参考。     

哈达山水利枢纽上下游通航连接技术*

针对松花江哈达山枢纽未建设过船设施,枢纽上下游不能连续通航的问题,采用水流数学模型研究哈达山—松原滚水坝河段通航水流特征。采用实测资料对模型进行验证,对河段现状水流情况进行模拟,分析现状河道通航水流特性,对解决哈达山枢纽上下游通航的连接技术的方案进行模拟研究,得出具体通航水流特征指标。结果表明,采用建船闸和枢纽上下游建码头的技术方案,解决了哈达山枢纽上下游连接通航问题,可为类似工程提供参考。     

沥口枢纽上游口门区通航水流条件试验研究

船闸口门区通航水流条件的好坏直接影响航运的安全。针对沥口枢纽上游口门区及连接段通航水流条件差、横向流速大等问题,通过建立沥口枢纽河段水工整体物理模型试验,提出在坝轴线上游设置浅坝,调整河道河势及导流墩分流等优化措施。试验结果表明:优化方案下口门区及连接段内水流流态得到明显的改善,通航条件满足规范要求。船模航行试验表明最大通航流量Q_(20%)=4 661 m~3/s,并论证在此方案下通航的安全性与工程可行性。     

复杂礁盘地形对防波堤堤脚稳定性影响试验研究

针对礁盘地形上波浪运动形态的复杂性及相关防波堤工程设计中的结构稳定性问题,对礁盘地形附近某工程及相关海域的海床地形进行模拟,并通过波浪整体物理模型试验验证工程区防波堤堤脚的稳定性情况。试验结果表明:礁盘地形上堤脚块石稳定重力若按规范计算偏危险。研究结合试验现象及结果对堤脚进行优化,提出礁盘地形上防波堤堤脚开槽的优化方案。     

低长径比浮式圆柱涡激运动实验研究

为研究低长径比浮式圆柱涡激运动响应,对其进行了水槽模型实验研究。测试了三种长径比(L/D=2.5、2.0、1.5)圆柱在不同来流速度下的运动响应及顺流向、横流向动水压力,从响应幅值、涡泄频率、受力分析等多个角度出发,分析其涡激运动的关键特征。研究表明:涡激运动响应幅值随长径比的减小呈降低趋势,这种趋势在锁定阶段更加明显;涡激运动锁定区前后阶段,涡泄频率与固有频率比值随约化速度呈线性增加,锁定区前St≈0.18,锁定区后St数小于0.18,且随长径比的减小而减小。     

波浪中过度加速度的非线性时域预报

国际海事组织(IMO)船舶设计建造分委会(SDC)第4次会议把过度加速度稳性直接评估的制定提上议程。然而,如何准确预报和评估波浪中的过度加速度依然是一个亟待解决的问题。文章针对此挑战,采用三维时域混合源法进行了波浪中过度加速度的直接预报和评估。首先,采用三维时域混合源法,建立了波浪中船舶大幅横摇运动和船体任意位置处横向加速度的非线性时域预报方法;其次,以4000TEU集装箱船为研究对象,开展规则波和不规则波中的大幅运动模型试验,对计算方法进行验证;然后,对比分析了3DOF(垂荡—纵摇—横摇)和4DOF(横荡—垂荡—纵摇—横摇)耦合数学模型的计算精度;最后,分析了船体横向加速度的影响因素。研究表明,考虑横荡影响的4DOF数学模型计算精度较高;数值计算结果和模型试验结果吻合良好,证明文中建立的非线性时域方法可有效预报波浪中的过度加速度,可用于IMO过度加速度衡准的制定,也可为船舶设计提供评估手段。此外,文中还研究了IMO薄弱性衡准草案中中国和德国联合提出的加速度简化计算方法的适用性,证明该简化计算方法具有一定的保守性,符合衡准的要求,可用于过度加速度薄弱性衡准计算。     

基于广义自洽理论的岩石统计损伤模型研究

为考虑岩石内微裂纹间相互作用对岩石损伤的影响,基于广义自洽理论研究岩石材料的损伤效应,建立了反映荷载作用下的岩石微裂纹发展变化损伤本构模型;采用概率统计理论,对岩石损伤模型中微裂纹密度演变过程进行探讨;以模式分层优化算法反分析确定模型参数,并结合工程实例对岩石微裂纹统计损伤模型及参数确定方法进行了验证。研究结果表明,基于广义自洽理论的岩石微裂纹统计损伤本构模型能够反应岩石内微裂纹间的相互影响的工程实际,模式分层优化算法确定的模型参数真实可信,在工程应用中具有一定适用价值。     

CFG桩复合地基沉降的灰色预测

高速铁路CFG桩复合地基(路基)沉降是一个复杂的过程,采用MATLAB语言编写了基于XGM(1,1)模型预测地基沉降的程序,并将其应用于CFG复合地基沉降量的预测。通过对灰色预测XGM(1,1)模型在工程实例的应用和对比,证实XGM(1,1)模型运用到工程实际中是可行的。     

南宁膨胀土剪切蠕变特性及流变模型研究

利用改装的剪应力控制式直剪仪对南宁非饱和膨胀土进行了一系列直剪蠕变试验和加–卸载剪切回弹试验,得到了剪切蠕变曲线和剪切回弹曲线。试验结果表明,膨胀土在同一竖向应力条件下,剪应力和含水率越大其塑性和流变特性越明显;在同一含水率、同一剪应力条件下,竖向应力越小其塑性和流变特性越明显。根据对试验曲线的分析得到了膨胀土的剪切变形是由瞬时弹性变形、瞬时塑性变形,弹性滞后变形,粘塑性变形等组成。提出了膨胀土剪切蠕变的九元件模型,并通过拟合确定了相应的剪切蠕变方程和流变参数.研究结果为膨胀土流变问题的进一步研究提供可靠理论依据。