城市化背景下广东省综合单位线法的评估与修正 被引量：3

1

作者 马旭民 林凯荣 +2 位作者 郭伟建 郭靖 陈刚 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第1期142-149,共8页

广东省综合单位线法作为一种在工程实践中得到广泛应用的单位线,由1983年前的雨洪资料分析综合得到,它反映了广东省城镇化之前的产汇流关系,但是目前针对其在城市化地区适用性评价与修正的研究较少。以广东省深圳市景田流域为例,基于景... 广东省综合单位线法作为一种在工程实践中得到广泛应用的单位线,由1983年前的雨洪资料分析综合得到,它反映了广东省城镇化之前的产汇流关系,但是目前针对其在城市化地区适用性评价与修正的研究较少。以广东省深圳市景田流域为例,基于景田水文站2011-2019年间的暴雨洪水记录资料,采用纳什效率系数、认同指数、相关系数等评价指标,对广东省综合单位线的适用性进行评价,通过Spearman秩相关系数法对重要参数进行敏感性分析,并基于拉丁超立方抽样法、约束最小二乘法等方法对广东省综合单位线法进行了修正。研究结果表明:景田流域自20世纪80年代后经历了快速的城市扩张,不透水下垫面所占比例已超过90%,广东省综合单位线法对该流域雨洪过程的刻画能力存在明显不足,提出的通过对重要参数进行率定以及对单位线进行修正两种方案都提高了模型的模拟效果。其中,针对小样本提出的基于网格搜索的交叉验证参数优化方法与约束最小二乘法的单位线修正方法,表现出良好的模拟性能,纳什效率系数、认同指数、相关系数等指标都有明显提高,较好地反映了景田流域的产汇流特性;相较于广东省综合单位线法的推荐单位线,经过修正的单位线表现出洪峰流量变大、峰现时间提前、总历时缩小的特征,更符合城市化的产汇流规律。 展开更多

关键词 广东省综合单位线法 单位线修正 约束最小二乘法

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磨刀门水道咸潮演变规律及咸界变化分析 被引量：3

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作者 位帅 黄宇铭 +1 位作者 林凯荣 刘丽诗 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第2期88-96,共9页

咸潮上溯问题已成为沿海城市制约供水安全的主要水文因素,掌握咸潮规律和演变趋势对做好水资源调度,保障供水安全具有重大意义。基于统计分析和数值模拟方法,分析了2005年以来珠江河口磨刀门水道不同时间尺度咸潮演变规律以及枯水期咸... 咸潮上溯问题已成为沿海城市制约供水安全的主要水文因素,掌握咸潮规律和演变趋势对做好水资源调度,保障供水安全具有重大意义。基于统计分析和数值模拟方法,分析了2005年以来珠江河口磨刀门水道不同时间尺度咸潮演变规律以及枯水期咸界发展趋势,并采用创新趋势分析法对咸界变化的主要影响因子发展趋势进行了检验。结果表明,近年来磨刀门水道咸潮发生频率增加,严重咸潮入侵次数从约每7年1次缩短至约每3年1次,出现时间提前至后汛期,主要取水口取淡几率降低,咸界上移趋势明显,影响范围逐步扩大。咸界变化主要影响因子马口分流比和海平面变化分别呈现超过10%的显著下降和上升趋势,思贤窖同等来水条件下,马口分流比变化趋势受枯水期影响较大。为丰富不同因素对磨刀门水道咸潮上溯影响作用和供水厂实际生产取水的关系研究,在思贤滘流量2 500 m^(3)/s条件下,预测海平面上升、河道地形变化与上游水资源配置工程三种因素单独作用和综合作用下磨刀门水道咸界变化情况。结果显示,各因素单独作用下磨刀门水道咸界上移距离分别为1.2、1.4和0.1 km,综合作用下咸界上移距离为2.5 km,咸界上移距离受海平面上升和河道地形变化影响较为明显,综合作用较单因素作用对咸界上移距离产生的影响更大。 展开更多

关键词 磨刀门水道 取淡几率 咸界变化 创新趋势分析法

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基于深度学习的城市内涝积水水深预测模型 被引量：1

3

作者 林凯荣 欧阳佳娜 +2 位作者 马旭民 肖名忠 冯星昱 《水资源保护》 北大核心 2025年第1期56-63,共8页

为提高城市内涝模拟计算效率,满足城市内涝预警时效性的要求,利用深度学习方法优势,基于传统水文水动力学模型的模拟结果,以坡度、高程、降水量等城市暴雨内涝致灾链条发展的关键驱动因子作为输入,结合卷积神经网络(CNN)和长短期记忆网... 为提高城市内涝模拟计算效率,满足城市内涝预警时效性的要求,利用深度学习方法优势,基于传统水文水动力学模型的模拟结果,以坡度、高程、降水量等城市暴雨内涝致灾链条发展的关键驱动因子作为输入,结合卷积神经网络(CNN)和长短期记忆网络(LSTM),引入注意力机制(ATT),并使用麻雀搜索优化算法进行超参数优选,构建了城市内涝积水水深预测的CNN-LSTM-ATT模型。利用该模型对深圳市大空港新城区内涝积水水深进行预测,结果表明:CNN-LSTM-ATT模型能有效预测暴雨引起的城市内涝积水水深,其在未来30 min内的预测水深与水文水动力学模型模拟结果相近,模型精度在延长预见期后略有下降;与水文水动力学模型相比,CNN-LSTM-ATT模型模拟效率提高近200倍。 展开更多

关键词 城市内涝 水文水动力学模型 深度学习方法 水深预测 深圳市

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TOPMODEL模型的改进及其应用

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作者 黄塑鸿 林凯荣 +1 位作者 冯星昱 康爱卿 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第5期57-63,共7页

针对当前中小流域山洪灾害治理难度大的现状,水文模型的改进应深入考虑下垫面植被覆盖情况,进一步明确流域产汇流特性,从而提高预报预警精度。研究在传统TOPMODEL模型的基础上,以广东省清远市高田水流域与潖江流域为研究区域,分别选取... 针对当前中小流域山洪灾害治理难度大的现状,水文模型的改进应深入考虑下垫面植被覆盖情况,进一步明确流域产汇流特性,从而提高预报预警精度。研究在传统TOPMODEL模型的基础上,以广东省清远市高田水流域与潖江流域为研究区域,分别选取高田水流域1975-2013年的15组及潖江流域1971-2002年的15组场次洪水进行模拟。以确定系数作为目标函数,采用SCE-UA优化算法进行参数率定及验证,以此讨论引入径流曲线数(CN值)与广义单位线理论对模型产汇流模块改进的可行性。研究结果表明:对于高田水及潖江流域,改进前后模型率定期与验证期平均确定系数分别从0.74与0.75上升到0.82及0.80,即相比于传统TOPMODEL模型,改进后的模型在两个流域内模拟精度均有所提高。根据《水文情报预报规范GB/T 22482-2008》规定,模型在两个研究区域预报结果合格率分别为80%、100%,这表明改进后的TOPMODEL模型总体上能够比较准确地捕捉洪峰流量及其出现的时间,对场次洪水的总径流量模拟也有较高的可靠性。同时,广义单位线作为尚未广泛使用的通用分析模型,仍需在更多实际应用中进行验证。研究所提供的多场次洪水模拟结果不仅有助于验证该模型,还能为研究广义单位线参数与流域下垫面特征之间的相关关系提供重要的数据支持和理论依据,进一步推动其在水文分析领域的广泛应用。 展开更多

关键词 TOPMODEL模型 径流曲线数 广义单位线 洪水预报

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城市景观对不同历时强降雨的影响及其未来变化

5

作者 林凯荣 解雪 +1 位作者 肖名忠 涂新军 《人民长江》 北大核心 2025年第10期175-187,共13页

随着城市化进程的快速推进,城市景观格局发生显著变化,进一步加剧了城市气候的复杂性。尽管已有研究关注城市化对极端降雨的影响,但在深入理解不同类型的城市景观及其未来演变如何影响不同历时的极端降雨方面仍然存在不足。为此,基于6... 随着城市化进程的快速推进,城市景观格局发生显著变化,进一步加剧了城市气候的复杂性。尽管已有研究关注城市化对极端降雨的影响,但在深入理解不同类型的城市景观及其未来演变如何影响不同历时的极端降雨方面仍然存在不足。为此,基于6个城市景观指标,构建了时变非平稳广义位置尺度和形状加法模型(GAMLSS),并结合未来土地利用模拟模型(PLUS),探讨未来城市景观配置对极端降雨的影响。结果表明:①相较于传统平稳性模型,基于城市景观指标的非平稳广义加性模型在模拟城市极端降雨方面表现更优。②对于短历时极端降雨(≤3 h),不透水面积比例(ISP)、斑块密度(PD)和香农多样性指数(SHDI)出现在最佳非平稳模型中的频次较高;长历时极端降雨(>3 h)中,PD和SHDI的相对频率有所增加,而ISP的频率有所下降。③未来不同土地利用发展情景的降雨预测值虽略有差异,但空间分布趋势一致,短历时强降雨高值主要集中在中北部地区,而长历时强降雨高值影响范围更广,除中北部外,还包括东南沿海地区。研究成果可为城市化背景下的极端降雨预测及洪水风险评估提供参考。 展开更多

关键词 城市景观 强降雨 不同历时 GAMLSS模型 PLUS模型 城市化

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小水电河流生态流量评估及盈亏变化归因

6

作者 兰仟 林凯荣 +1 位作者 刘梅先 涂新军 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第1期93-103,共11页

作为我国实现“双碳”目标的重要路径之一,绿色小水电尽管在中小河流中能够提供经济效益,但同时会影响流域生态水文过程,从而制约小水电河流生态系统的可持续发展。以滨江流域为例,利用SWAT模型重建不同时期径流过程,基于生态流量过程... 作为我国实现“双碳”目标的重要路径之一,绿色小水电尽管在中小河流中能够提供经济效益,但同时会影响流域生态水文过程,从而制约小水电河流生态系统的可持续发展。以滨江流域为例,利用SWAT模型重建不同时期径流过程,基于生态流量过程线组对生态流量进行时空量化,比较不同情景生态径流指标变化规律,定量揭示人类活动和气候变化对生态盈亏的贡献分量。结果表明:(1)流域内生态流量时空分布差异明显,与基准期相比,气候变化和人类活动均不利于保障流域内的生态流量,气候变化影响下中位生态流量保证率减小7个百分点,叠加人类活动影响后中位生态流量保证率累积下降17.74个百分点,尤其在汛期和汛末流域内生态缺水问题突出,未来可推行小水电的季节性限制运行。(2)年内变化上,气候变化多引起生态盈余的减少,夏季减少最为强烈(p <0.05);人类活动则多引起生态赤字的增加,秋、冬季节增加最为显著(p <0.10)。(3)生态盈余与降水距平存在较好的一致性,相关系数均在0.50以上,而生态赤字与降水距平的相关性较差,尤其在秋、冬季其相关系数多低于0.30。(4)人类活动对各时期的生态赤字变化的相对贡献均达到了80%以上,引起滨江生态缺水的主要原因是人为干扰过度。研究结果为适应变化环境下小水电河流健康管理提供参考依据。 展开更多

关键词 生态流量 生态径流指标 气候变化 人类活动 变化归因

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广州市车陂涌城市雨洪模拟模型构建

7

作者 何畅烨 林凯荣 +3 位作者 罗威 徐源浩 皋云 李碧琦 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第6期90-100,共11页

【目的】在全球气候变化背景下,快速城市化对水文过程产生了深远的影响,随之城市复杂下垫面对产汇流计算带来了挑战,迫切需要综合考虑各种不同下垫面条件下的城市洪涝模拟技术。【方法】根据产汇流属性以及土地利用类型将城市复杂下垫... 【目的】在全球气候变化背景下,快速城市化对水文过程产生了深远的影响,随之城市复杂下垫面对产汇流计算带来了挑战,迫切需要综合考虑各种不同下垫面条件下的城市洪涝模拟技术。【方法】根据产汇流属性以及土地利用类型将城市复杂下垫面分类为透水面、直接不透水面和间接不透水面,分别采用蓄满产流、超渗产流和API-SCS-CN产流计算方法,再结合坡面、管道和河道汇流,以广州市天河区车陂涌流域为研究区构建了车陂涌城市雨洪模拟模型,并利用2021—2023年实测降雨径流数据检验考虑复杂下垫面的车陂涌城市雨洪模拟模型的实用性。【结果】车陂涌城市雨洪模拟模型率定期内流量模拟精度纳什效率系数达0.71,相关系数达0.74,验证期内流量模拟纳什效率系数达0.79,相关系数达0.81,相同建模条件下SWMM-SCS模型流量纳什效率系数达0.5,相关系数达0.6。【结论】车陂涌城市雨洪模拟模型的模拟结果较SWMM-SCS模型更加准确,纳什效率系数提升了66.7%,径流相关系数提升了29.7%,洪量误差则降低了48.3%,洪峰流量误差降低了3.2%,说明考虑复杂下垫面并利用多种产流模式的城市雨洪模型结构具有一定可靠性和应用前景,可为城市雨洪模拟提供新思路。 展开更多

关键词 降雨 复杂下垫面 城市雨洪模拟 产汇流 API-SCS-CN 车陂涌

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极端落石冲击荷载下隧-桥一体化防护体系研究

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作者 蔡直言 郭成超 +2 位作者 胡凯 王天经 张文佳 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第9期146-155,共10页

为消除高铁长大隧道穿越巨型溶腔时危岩落石给隧道施工和运营带来的巨大安全隐患,从工程设计视角出发,通过综合勘察、理论分析、数值模拟、精细化设计等方法对落石冲击荷载以及隧-桥一体化防护体系进行研究。分析各种落石冲击力计算方... 为消除高铁长大隧道穿越巨型溶腔时危岩落石给隧道施工和运营带来的巨大安全隐患,从工程设计视角出发,通过综合勘察、理论分析、数值模拟、精细化设计等方法对落石冲击荷载以及隧-桥一体化防护体系进行研究。分析各种落石冲击力计算方法的原理和局限性,并采用《铁路工程设计技术手册·隧道》推荐的方法进行落石冲击力计算,结果表明:(1)针对推测体积为3 m^(3)的最大落石,计算得到落石冲击荷载高达5219.09 k N;(2)计算分析拱桥、衬砌、护拱、回填混凝土和缓冲层组成的防护体系在冲击荷载作用下的受力情况,该体系协同受力可抵抗7.5 t落石从105 m高度自由下落时的极端冲击荷载;(3)护拱和二次衬砌、二次衬砌和拱桥为分离叠合关系,外力荷载下可考虑结构之间的变形协调作用,结合基岩承载力分别进行结构安全性检算,计算结果满足规范要求。 展开更多

关键词 铁路隧道 巨型溶腔 落石冲击 协同受力 工程设计 隧-桥一体化结构

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建筑工程用聚氨酯复合材料的成分及性能分析 被引量：3

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作者 胡邓平 郭成超 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期109-113,共5页

针对热塑性聚氨酯高聚物的特殊功能,同时结合材料需要达到的性能要求,优化设计了聚氨酯复合材料的组成,其中主要成分为异氰酸酯和多元醇。结合复合材料的正交各向异性,定义三向垂直坐标,全面分析了聚氨酯高聚物固熔体塑料的牛顿力学特... 针对热塑性聚氨酯高聚物的特殊功能,同时结合材料需要达到的性能要求,优化设计了聚氨酯复合材料的组成,其中主要成分为异氰酸酯和多元醇。结合复合材料的正交各向异性,定义三向垂直坐标,全面分析了聚氨酯高聚物固熔体塑料的牛顿力学特性和流动机理,为流体型塑料固结时的成型流动机理做铺垫。进一步探讨了复合聚氨酯高聚物塑性材料由熔体到固体时的综合力学性能,聚氨酯高聚物注浆材料的力学特性随密度的增大而变得优良,力学性能与材料密度成指数增长形式,在承受最大弯曲强度35 MPa内断裂伸长率不能超过6%,对于10 cm的试件破坏时的变形为6~10 mm,力学性能与材料密度成2次抛物线的关系。这些都为新材料的合成和新材料的应用提供了理论依据。 展开更多

关键词 特种聚氨酯高聚物 力学特性 异氰酸酯 多元醇 牛顿力学特性

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矩形桩水平承载力特性分析 被引量：1

10

作者 郑伟锋 高文生 +3 位作者 杨宇哲 倪芃芃 张爱刚 董宏源 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第19期8208-8213,共6页

桩基础因其良好的水平受力特性,在基坑开挖支护体系中被广泛应用。相较于等截面面积的圆桩,矩形桩具有更强的水平荷载抵抗能力。本研究采用数值分析方法,比较了具有等截面面积的矩形桩和圆桩的水平承载力,并定量分析了矩形桩的水平承载... 桩基础因其良好的水平受力特性,在基坑开挖支护体系中被广泛应用。相较于等截面面积的圆桩,矩形桩具有更强的水平荷载抵抗能力。本研究采用数值分析方法,比较了具有等截面面积的矩形桩和圆桩的水平承载力,并定量分析了矩形桩的水平承载力特性,探究了不同长宽比和泥皮厚度等因素对矩形桩承载能力的影响。结果显示,在相同条件下,矩形桩的水平承载力提高了12%以上。随着长宽比的增加,平均提升比率稳定在17%左右。然而,在存在泥皮的情况下,矩形桩的水平承载力低于没有泥皮的圆桩。因此,针对矩形桩的现场施工,需要采取相应的处理措施,为未来矩形桩的施工提供了有益参考。 展开更多

关键词 矩形桩 水平承载力 长宽比 泥皮

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考虑风场作用的城市建筑区产流特征

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作者 罗渝复 林凯荣 +5 位作者 方煜铭 张靖文 张清涛 庄鲁文 朱涵 陈刚 《南水北调与水利科技（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期728-735,共8页

为探究风场与建筑物对城市建筑区产流的影响,采取理论与实验相结合的研究方法,考虑风场与建筑区特征,提出一个建筑区产流计算公式。通过降雨径流实验对公式的合理性进行验证,实验结果与公式计算结果相近,表明公式在一定程度上反映建筑... 为探究风场与建筑物对城市建筑区产流的影响,采取理论与实验相结合的研究方法,考虑风场与建筑区特征,提出一个建筑区产流计算公式。通过降雨径流实验对公式的合理性进行验证,实验结果与公式计算结果相近,表明公式在一定程度上反映建筑区产流特征。对于独栋建筑与松散建筑区,风场对产流有直接影响,建筑区产流量随降雨倾角增大而减小;对于密集建筑区,建筑区产流受风场与建筑区自身特征影响,产流量随建筑密度增加呈先增后减的趋势。在不同降雨倾角与不同建筑密度下,对建筑区产流进行计算,结果表明:降雨倾角不同时,建筑密度对产流量影响也不同;降雨倾角较大时,密集建筑区产流量随建筑密度增大而增大。 展开更多

关键词 建筑区 风场 产流计算 建筑密度 降雨径流实验

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盾构掘进引起砂土沉降及管道脱空模型试验研究 被引量：1

12

作者 祁军 王忠杰 +5 位作者 陈子君 林存刚 谢稳江 梁禹 赵茗洁 赵辰洋 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第8期1567-1575,共9页

为系统研究盾构隧道开挖引起的土与管线相互作用问题,揭示盾构掘进过程中地层位移的复杂性及管土界面接触状态变化规律,采用缩尺物理模型试验方法,制作可监测管线沉降、管底脱空和管底土压的模型管线,通过拔管的方式来模拟盾构隧道掘进... 为系统研究盾构隧道开挖引起的土与管线相互作用问题,揭示盾构掘进过程中地层位移的复杂性及管土界面接触状态变化规律,采用缩尺物理模型试验方法,制作可监测管线沉降、管底脱空和管底土压的模型管线,通过拔管的方式来模拟盾构隧道掘进过程,依次开展盾构掘进引起砂土深层沉降试验、管线响应与管土脱空试验。试验结果表明:1)盾构隧道开挖引起的深层土体沉降仍符合高斯分布,沉降槽宽度参数与地层损失率均随地层埋深呈现非线性变化。2)试验证实了在较大的地层损失条件下容易出现管土脱空现象,隧道开挖引起的最大管线变形和管底脱空值均随管线埋深增大而增大,而管底脱空范围递减。3)当管线挠曲较小时,管线与土体保持紧密接触;随着盾构掘进,在开挖面距管线1.5倍隧道直径处其底部开始出现脱空现象,开挖面距离管线1倍隧道直径至离开管线1倍隧道直径是脱空的主要发展阶段。 展开更多

关键词 盾构隧道 管线变形 脱空 管土相互作用 模型试验

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基于黏聚力弱化边界面模型的深部洞室响应分析

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作者 梁基冠 黄林冲 +1 位作者 马建军 杨宏伟 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2396-2405,共10页

在原位地应力和开挖卸载作用下,深部洞室围岩呈现硬化-软化响应,这一特性对洞室力学响应评估和支护结构设计有着重要影响。为研究开挖后深部围岩的硬化-软化响应,基于边界面理论框架,引入黏聚力弱化机制,结合改进的Rowe应力-剪胀规律,... 在原位地应力和开挖卸载作用下,深部洞室围岩呈现硬化-软化响应,这一特性对洞室力学响应评估和支护结构设计有着重要影响。为研究开挖后深部围岩的硬化-软化响应,基于边界面理论框架,引入黏聚力弱化机制,结合改进的Rowe应力-剪胀规律,构建了深部围岩黏聚力弱化边界面模型,将常见的屈服面-峰值强度面-残余强度面简化为初始(峰值)边界面-残余边界面,避免了屈服面参数测量误差对计算结果的影响。在该本构模型增量化应力-应变关系的基础上,引入Hencky应变以评估洞室大变形工况,并引入辅助变量完成坐标转换,推导了描述深部圆形洞室周围应力场分布的常微分方程组。进一步地,结合深部圆形洞室的地应力环境等边界条件,对常微分方程组进行求解,获得所研究工况下的深部洞室应力分布,并将所得结果与现有解答进行对比校验。随后,分别讨论了相同支护力与不同地应力组合,以及相同地应力与不同支护应力组合等工况下的洞室应力分布。此外,基于所得深部洞室应力分布解答,计算围岩特征曲线并与相关文献进行对比,并讨论残余黏聚力取值对围岩特征曲线的影响。相关结果表明:黏聚力弱化边界面模型可以较好地描述岩石试样的硬化-软化力学行为。采用黏聚力弱化边界面模型可以有效描述深部洞室周围的应力分布,并能为支护设计提供参考。所得的围岩特征曲线能有效反映围岩的响应特征,在中段同支护力下预测的变形值比经典解答略大,残余黏聚力取值对围岩特征曲线影响较大。本文相关结论可为深部洞室支护理论构建、施工方法研发和保障深部洞室安全提供参考。 展开更多

关键词 深部洞室 黏聚力 弱化 边界面理论 响应 围岩特征曲线

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珊瑚钙质砂-聚氨酯高聚物复合体蠕变村山流变模型改进

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作者 黄锐 郭成超 +1 位作者 曹鼎峰 刘志遐 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期295-302,共8页

聚氨酯高聚物注浆可显著提高珊瑚钙质砂地基承载力,但目前缺乏模型准确描述注高聚物浆液加固后珊瑚钙质砂地基的蠕变。本文中推导了改进村山流变模型的理论公式,对复合体蠕变进行分段描述,采用一个与应力大小及时间有关的反比例函数代... 聚氨酯高聚物注浆可显著提高珊瑚钙质砂地基承载力,但目前缺乏模型准确描述注高聚物浆液加固后珊瑚钙质砂地基的蠕变。本文中推导了改进村山流变模型的理论公式,对复合体蠕变进行分段描述,采用一个与应力大小及时间有关的反比例函数代替传统村山流变模型中的黏滞系数。设计了室内蠕变单轴压缩试验,分别在100 kPa,200 kPa和400 kPa轴向应力下测定并建立了珊瑚钙质砂-高聚物复合体的蠕变量与蠕变时间的关系。试验结果表明:改进村山流变模型可有效描述珊瑚钙质砂-高聚物复合体蠕变全过程,当蠕变时间小于临界时间时,传统村山流变模型有效;当蠕变时间大于临界蠕变时间后,传统村山流变模型偏差随着时间增长而增大,而改进村山流变模型预测值与实测值具有很好一致性;复合体所处的应力水平越高,蠕变量越大,发生加速蠕变的时间也越早。 展开更多

关键词 蠕变 珊瑚钙质砂 高聚物 村山流变模型

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考虑界面脱空和土体屈服的盾构下穿管线响应计算

15

作者 林存刚 王忠杰 +4 位作者 赵辰洋 陈瑜 梁禹 黄林冲 丁智 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2129-2137,共9页

大量试验证实盾构隧道开挖可引起管线与土体界面脱空和土体屈服现象。基于无拉力Winkler地基及管线地基承载力理论,将界面脱空和土体屈服判据条件引入管土线弹性相互作用分析;由此推导了考虑界面脱空和土体屈服影响的管土非线性相互作... 大量试验证实盾构隧道开挖可引起管线与土体界面脱空和土体屈服现象。基于无拉力Winkler地基及管线地基承载力理论,将界面脱空和土体屈服判据条件引入管土线弹性相互作用分析;由此推导了考虑界面脱空和土体屈服影响的管土非线性相互作用计算方法,并与模型试验结果对比验证了其适用性。参数分析发现,界面脱空范围随管线抗弯刚度增大而拓宽;受管土分离和地基屈服影响,管线响应随地层损失呈非线性变化;在土体脱空和屈服范围较大时,其对管线响应影响显著,忽略该效应将导致计算管线挠度和弯矩过于保守。 展开更多

关键词 盾构隧道开挖 管土相互作用 界面脱空 土体屈服 无拉力WINKLER地基

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基于高聚物动模量的两种试验及其外包隧道减震研究 被引量：3

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作者 马雪 王复明 +1 位作者 郭成超 张继春 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2022年第4期191-199,共9页

为了获得非水反应双组份聚氨酯高聚物(后文简称高聚物)的动模量和其外包盾构隧道时的最优减震密度和厚度,文中通过共振柱试验和无约束共振试验获取此高聚物注浆材料动弹性模量、动剪切模量和阻尼比,并利用得到高聚物动力学参数,采用ABA... 为了获得非水反应双组份聚氨酯高聚物(后文简称高聚物)的动模量和其外包盾构隧道时的最优减震密度和厚度,文中通过共振柱试验和无约束共振试验获取此高聚物注浆材料动弹性模量、动剪切模量和阻尼比,并利用得到高聚物动力学参数,采用ABAQUS数值计算软件,建立多个无限边界有限元模型,并考虑17种高聚物外包隧道工况。通过输入不同密度、动弹性模量、泊松比和厚度的高聚物外包层参数,分析高聚物外包隧道的动力响应。由结果可知高聚物外包层能有效的降低衬砌结构的拉应力,具有较好的减震效果,同时给出高聚物外包层的最优密度0.22~0.33 g/cm^(3)和厚度20 cm。试验结果为高聚物外包隧道减震提供依据与参考。 展开更多

关键词 高聚物注浆材料 动模量 共振柱试验 无约束共振试验 外包 减震

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高聚物外包盾构隧道离心机振动台试验研究 被引量：1

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作者 马雪 王复明 +1 位作者 郭成超 张继春 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2022年第1期180-187,共8页

为了验证非水反应聚氨酯高聚物(后文简称高聚物)外包盾构隧道具有减震性能,对高聚物外包盾构隧道模型和无外包隧道模型,采用离心机振动台进行对比试验。针对中密砂土围岩,在不同阵型特征的地震波输入下,对比有无高聚物外包隧道加速度、... 为了验证非水反应聚氨酯高聚物(后文简称高聚物)外包盾构隧道具有减震性能,对高聚物外包盾构隧道模型和无外包隧道模型,采用离心机振动台进行对比试验。针对中密砂土围岩,在不同阵型特征的地震波输入下,对比有无高聚物外包隧道加速度、频谱、隧道动力响应和地表沉降,分析高聚物的减震性能。试验结果表明:在不同地震激励的工况下,对于有无高聚物外包的隧道模型,其加速度和频谱差别不大;二者隧道各点上的动应变平均相差31.32%;高聚物外包层隧道模型地表的最终沉降分别比无外包隧道模型和自由场地表沉降约小20%和50%。试验证明高聚物对盾构隧道有减震作用,此试验研究为高聚物在今后的工程应用提供参考依据。 展开更多

关键词 高聚物层 隧道 离心机 振动台 减震

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隧道工程水灾害防治研究进展

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作者 王复明 蔡直言 +2 位作者 郭成超 谈颋 苏方晨 《岩土工程学报》 2025年第11期2225-2236,共12页

隧道工程水灾害问题是隧道领域的顽疾。论文综述了隧道工程水灾害防治最新进展,界定了隧道工程水灾害问题,分析了水灾害系统基本特征和构成要素,探讨了水灾害形成机理、水灾害防治材料、水灾害防治理念和水灾害防治技术,展望了值得重视... 隧道工程水灾害问题是隧道领域的顽疾。论文综述了隧道工程水灾害防治最新进展,界定了隧道工程水灾害问题,分析了水灾害系统基本特征和构成要素,探讨了水灾害形成机理、水灾害防治材料、水灾害防治理念和水灾害防治技术,展望了值得重视的未来发展及研究方向。研究表明:隧道工程水灾害由灾害源、突水通道与隔水岩体3部分构成;目前对于突水灾变机理把握不清、演化过程不明,导致灾害难以实现主动防控;各种水灾害防治材料均有优劣,其中非水反应高聚物注浆材料在隧道渗漏水、突涌水封堵方面成效显著,但还需在与岩土的多尺度作用机理、多场耦合条件下的扩散规律以及研制特殊性能改性高聚物方面深入研究;单一超前地质预报技术精度较低,今后应在联合参数反演的隧道综合超前地质预报技术的理论与装备方面加强研究,还需发展基于AI、5G、物联网以及大数据分析的隧道渗漏水综合检测技术;高温高压动水环境下注浆材料的抗分散能力、浆液黏度时间-空间特征、浆液与水的相互作用以及配套工艺装备等关键问题仍需深入研究。最后,提出3个未来发展方向,即隧道全生命期防水理念、隧道多灾害协同防治体系、隧道韧性理论与实践。 展开更多

关键词 隧道工程 水灾害 文献综述 水灾机理 防治材料 防治技术

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考虑固结的新近吹填场地桩侧负摩阻力分布特性 被引量：14

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作者 王宗琴 张云鹏 +4 位作者 田乙 吴文兵 刘浩 吴涛 闻敏杰 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期108-116,共9页

为研究新近吹填场地中,因软土地基固结沉降引起的桩基侧摩阻力的分布特性,基于连续排水边界条件和理想弹塑性荷载传递模型,建立考虑土体固结效应的新近吹填场地桩基础变形分析理论模型。引入连续排水边界,求解双层地基的固结沉降,并采... 为研究新近吹填场地中,因软土地基固结沉降引起的桩基侧摩阻力的分布特性,基于连续排水边界条件和理想弹塑性荷载传递模型,建立考虑土体固结效应的新近吹填场地桩基础变形分析理论模型。引入连续排水边界,求解双层地基的固结沉降,并采用理想弹塑性荷载传递法模拟桩侧位移-应力关系,求解桩侧摩阻力及桩顶沉降解析解。通过与试验数据进行对比,验证本文解的正确性,并讨论时间因子、双层地基厚度比、桩顶荷载和桩基受力对轴力以及侧摩阻力的影响。结果表明:随着时间的增加,负摩阻力增大,中性点下移;原位土层与新吹填土层厚度比增大,负摩阻力减小,中性点上移;随着桩顶荷载的增加,桩侧负摩阻力减小,中性点上移。 展开更多

关键词 双层地基 负摩阻力 理想弹塑性模型 一维固结 连续排水边界 解析解

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黄土水分场光纤原位监测及非饱和渗透系数估算 被引量：8

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作者 吴冰 朱鸿鹄 +3 位作者 曹鼎峰 王家琛 倪钰菲 施斌 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第5期691-699,共9页

土壤含水率和渗透系数的原位测定是研究黄土高原地区各类地质灾害机理的重点和难点。应用基于AHFO的含水率测量方法,对降雨条件下黄土地基的水分场动态分布进行原位监测;以含水率监测结果和土水特征曲线为基础改进传统瞬态剖面法,估算... 土壤含水率和渗透系数的原位测定是研究黄土高原地区各类地质灾害机理的重点和难点。应用基于AHFO的含水率测量方法,对降雨条件下黄土地基的水分场动态分布进行原位监测;以含水率监测结果和土水特征曲线为基础改进传统瞬态剖面法,估算蒸发条件下黄土的非饱和渗透系数。结果表明:①土壤中的水分运移受重力、吸力梯度和大气蒸发力的综合控制;降雨后黄土中的水分循环主要发生在浅层,降雨量较大时,土壤剖面呈现出干湿交替的现象;降雨量较小时,水分入渗到一定深度即向上部运移排泄;②改进的瞬态剖面法可以避免含水率分布函数和吸力未知所带来的计算误差,实现蒸发作用下黄土的非饱和渗透系数估算;③非饱和渗透系数计算值与平均含水率成正相关关系,但离散性较大,其误差主要来源于土壤性质的空间变异性和蒸发作用的滞后性;④该研究成果为降雨入渗模型的建立提供了精确的含水率和渗透系数,可广泛应用于黄土高原地区的原位试验研究。 展开更多

关键词 黄土 降雨入渗 水分再分布 主动加热光纤法 非饱和渗透系数

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