底部加热的两板间水平流动进口段流动特性分析 被引量：2

1

作者 宁利中 张珂 +2 位作者 宁碧波 胡彪 田伟利 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期58-62,共5页

采用二维流体力学基本方程组对普朗特数 Pr=0.72 的具有水平流动的底部加热两板之间的流动特性进行数值模拟。结果表明,对于给定相对瑞利数 r,随着雷诺数 Re 的增加,底部加热的两板之间依次出现定常对流滚动,均匀行波对流滚动,具有水平... 采用二维流体力学基本方程组对普朗特数 Pr=0.72 的具有水平流动的底部加热两板之间的流动特性进行数值模拟。结果表明,对于给定相对瑞利数 r,随着雷诺数 Re 的增加,底部加热的两板之间依次出现定常对流滚动,均匀行波对流滚动,具有水平流动进口段的局部行波对流滚动及水平流动。对于相对瑞利数 r =3,在雷诺数 9.0<Re<21.0 范围内,系统是局部行波对流滚动,存在水平流动进口段。随着雷诺数增加,水平流动进口段长度增加。对于雷诺数 Re=25.0,在相对瑞利数 4<r<12 范围内,两板之间是局部行波对流滚动,出现水平流动进口段。随着相对瑞利数增加,水平流动进口段长度减小。最后给出了进口段长度随雷诺数或相对瑞利数变化的经验式。 展开更多

关键词 水平流动 对流滚动 进口段长度 局部行波

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双线大直径输水隧道建设对既有桥梁及桩基的影响分析

2

作者 杨杰 张帅超 +2 位作者 马春辉 秦全乐 周永林 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期154-163,172,共11页

为准确分析双线大直径输水隧道下穿对既有桥梁结构的影响,构建桥梁-地层-桩基-盾构隧道高精度数值仿真模型,对桥梁桩基结构及盾构过程进行精细化模拟,结合基于智能算法的土层参数反演模型,获取更接近真实情况的土层参数,以提高数值模拟... 为准确分析双线大直径输水隧道下穿对既有桥梁结构的影响,构建桥梁-地层-桩基-盾构隧道高精度数值仿真模型,对桥梁桩基结构及盾构过程进行精细化模拟,结合基于智能算法的土层参数反演模型,获取更接近真实情况的土层参数,以提高数值模拟精度。结果表明:输水隧道盾构开挖引起的地表最大沉降量为15.01 mm,基于反演的地表变形计算结果与实际监测值的误差减少约70%;盾构隧道双线开挖会引起地表二次沉降变形,两条盾构隧道中间区域的地表二次沉降量最大,约占总沉降量的60%,最大二次沉降量为5.06 mm;隧道两侧的桩基受到影响较大,最大位移为10.03 mm,位于桩基顶部,而隧道开挖对桩基内应力分布影响较小,可以认为无影响。 展开更多

关键词 输水隧道 桥梁 桩基响应 反演模型 大直径盾构 变形监测

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基于数字钻进技术的岩石强度参数测定试验研究 被引量：25

3

作者 王玉杰 佘磊 +1 位作者 赵宇飞 曹瑞琅 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1659-1668,共10页

快速准确地超前获取岩体力学参数是指导岩体工程安全施工的重要前提。利用自主研发的多功能数字钻进测试系统,进行了不同强度等级完整试样的室内数字钻进试验及单轴压缩试验研究。根据试验分析结果,基于岩石研磨钻进过程中金刚石钻头的... 快速准确地超前获取岩体力学参数是指导岩体工程安全施工的重要前提。利用自主研发的多功能数字钻进测试系统,进行了不同强度等级完整试样的室内数字钻进试验及单轴压缩试验研究。根据试验分析结果,基于岩石研磨钻进过程中金刚石钻头的受力特点,利用力学极限平衡与能量守恒原理,定义并推导出了岩石单位体积研磨能的理论解,获得了数字钻进参数与岩石单位体积研磨能的数学方程式,进而建立了岩石数字钻进参数与单轴抗压强度的定量关系,即RDP-Rc预测模型,并进一步验证了该模型的可行性与有效性。研究方法与结果可以为工程岩体强度参数的实时原位测定提供一种新的途径。 展开更多

关键词 单轴抗压强度 数字钻进技术 钻进参数 单位体积研磨能 测定方法

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4种生物滞留填料对径流污染净化效果对比 被引量：22

4

作者 刘增超 李家科 +2 位作者 蒋春博 罗陶然 陈梦杰 《水资源保护》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期71-79,共9页

为提高生物滞留系统净化效果,探讨了绿沸石、蛭石、活性炭、珍珠岩等材料用作特殊填料时对道路径流雨水中NH_4^+-N、TN、TP、COD等污染物的吸附性能。静态摇床实验研究了填料对各污染物的吸附能力,并建立了各填料等温吸附模型。结果表... 为提高生物滞留系统净化效果,探讨了绿沸石、蛭石、活性炭、珍珠岩等材料用作特殊填料时对道路径流雨水中NH_4^+-N、TN、TP、COD等污染物的吸附性能。静态摇床实验研究了填料对各污染物的吸附能力,并建立了各填料等温吸附模型。结果表明沸石的综合吸附性能较好,活性炭次之,4种填料的等温吸附过程拟合结果基本符合朗格缪尔(Langmuir)吸附模型。以沸石作为特殊填料的小试结果表明,生物滞留系统对NH_4^+-N、TN、TP、COD的负荷削减率可分别达到70.59%、85.83%、79.98%、66.02%。从净化性能及经济性方面考虑,沸石作为生物滞留系统特殊填料是一种较好的选择。 展开更多

关键词 填料 生物滞留 径流 等温吸附模型 净化性能

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基于颗粒级配曲线预测非饱和土持水曲线的物理方法 被引量：4

5

作者 张昭 刘奉银 +3 位作者 齐吉琳 柴军瑞 李会勇 李建军 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S1期241-246,共6页

持水曲线模型中若含有未知经验参数,则可能会降低对持水曲线预测的可靠度。为此,对土样颗粒级配曲线上划分的粒组分别构建形如立方体的天然土颗粒以及理想球体颗粒集合体,依据这两者的几何特征和物理性质推得其比例关系;基于粒组信息、... 持水曲线模型中若含有未知经验参数,则可能会降低对持水曲线预测的可靠度。为此,对土样颗粒级配曲线上划分的粒组分别构建形如立方体的天然土颗粒以及理想球体颗粒集合体,依据这两者的几何特征和物理性质推得其比例关系;基于粒组信息、干密度以及土粒密度提出了计算土孔隙半径和持水曲线的物理方法,无需引入未知经验参数。最后,利用非饱和土水力特性数据库UNSODA中40个土样的持水试验结果对该方法进行了验证,通过计算基质吸力预测值及其实测值之间的均方根残差(RMSR)发现物理方法的RMSR在0.179~0.833范围内变化,并对其中37个土样的持水曲线预测精度优于含有两个未知经验参数的传统Arya模型。 展开更多

关键词 非饱和土 持水曲线 土孔隙 颗粒级配曲线 球体颗粒

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基于洪灾风险管理的蓄滞洪区道路规划 被引量：5

6

作者 李时 秦毅 +3 位作者 刘强 刘哲 程道君 赵英虎 《南水北调与水利科技（中英文）》 CAS 北大核心 2020年第3期81-90,共10页

道路等线状地物的科学规划是协调蓄滞洪区防洪与自身经济发展间矛盾的重要手段。基于综合考虑洪水危险度、暴露度及脆弱性的洪灾风险管理模式,对天津市大黄堡洼蓄滞洪区内道路等线状地物的科学规划进行探讨,提出由洪灾风险确定最优道路... 道路等线状地物的科学规划是协调蓄滞洪区防洪与自身经济发展间矛盾的重要手段。基于综合考虑洪水危险度、暴露度及脆弱性的洪灾风险管理模式,对天津市大黄堡洼蓄滞洪区内道路等线状地物的科学规划进行探讨,提出由洪灾风险确定最优道路建设方案的途径。鉴于蓄滞洪区内各类财产的空间分布不具规律性,导致洪灾损失随地貌随机变化的特点,需采用水动力模型计算出的淹没结果确定洪灾风险。在天津市大黄堡洼蓄滞洪区的应用表明,依据洪灾风险规划道路是必要的,它具有能够兼顾全局防洪的优越性。所得结论为,在大黄堡洼蓄滞洪区内布设道路时,当道路方向与洪水演进主流方向呈90°,道路位置距分洪口门约10km左右,过流涵洞尺寸为3m时,洪水造成的经济损失最小,该方案下所产生的洪灾风险最小。 展开更多

关键词 道路规划 洪灾风险管理 水动力学模型 蓄滞洪区 防洪

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黄河上游梯级水库联合调水调沙及合理库容研究 被引量：5

7

作者 金文婷 王义民 +1 位作者 白涛 石静涛 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期19-29,共11页

随着对黄河水资源利用要求的提高,需明确未来调水调沙及南水北调西线工程对黄河上游梯级水库所需库容的影响,探求未来多工况用水要求下合理的梯级水库兴利库容。考虑黄河上游兰州断面需水、梯级水库发电、调水调沙、防洪、防凌等要求,... 随着对黄河水资源利用要求的提高,需明确未来调水调沙及南水北调西线工程对黄河上游梯级水库所需库容的影响,探求未来多工况用水要求下合理的梯级水库兴利库容。考虑黄河上游兰州断面需水、梯级水库发电、调水调沙、防洪、防凌等要求,首先建立了以缺水量最小为目标的梯级水库联合调度模型,设置了现状年及远景年共8个方案;其次采用自迭代模拟优化算法求解模型,用长系列径流资料进行优化调度计算;最后对模型求解结果采用时历法推求梯级水库所需兴利库容,确定梯级水库合理库容。从总调沙次数、调沙频率、多年供水量、供水保证率、多年平均发电量、发电保证率等指标分别量化了调水调沙、供水和发电效益。未来梯级水库所需合理库容将因综合需水和调沙次数的增加而增大,而西线工程的实施将有助于减小合理库容规模。在各调沙方案中,仅当2030年西线调水80亿m3时现有的梯级水库兴利库容能够满足综合用水需求,适当降低调沙力度与调沙频率或许是解决这一矛盾的折衷选择。研究成果量化了未来新水资源利用形势下的梯级水库合理库容,为科学指导黄河上游总体工程布局提供了决策依据。 展开更多

关键词 黄河上游 合理库容 自迭代模拟优化算法 调水调沙 西线工程

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基于变截面孔隙模型描述岩土介质的渗透及持水特性 被引量：2

8

作者 张昭 程靖轩 +3 位作者 刘奉银 齐吉琳 柴军瑞 李会勇 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1807-1816,共10页

为研究孔隙变截面特征对岩土介质渗透及持水特性的影响,先构建了圆柱形孔喉–大孔隙联合体组成的变截面孔隙模型。其次,假定孔径分布服从分形分布,基于构建的变截面孔隙模型推得岩土介质的饱和渗透系数函数、相对渗透系数函数及滞回持... 为研究孔隙变截面特征对岩土介质渗透及持水特性的影响,先构建了圆柱形孔喉–大孔隙联合体组成的变截面孔隙模型。其次,假定孔径分布服从分形分布,基于构建的变截面孔隙模型推得岩土介质的饱和渗透系数函数、相对渗透系数函数及滞回持水曲线的理论表达式。最后,利用已有文献中4种砂岩、8种土的饱和–非饱和渗透试验以及3种土的减、增湿持水试验(含一种黏土的补充持水试验)结果分别验证了理论表达式在表征饱和渗透率与孔隙率关系、相对渗透系数与有效饱和度关系以及滞回持水特性时的有效性,通过计算饱和渗透率及相对渗透系数的预测值与其实测值之间的均方根偏差,发现理论表达式在描述4种砂岩和8种土的饱和–非饱和渗透特性时优于Kozeny-Carman公式和Assouline模型。 展开更多

关键词 岩土介质 渗透系数函数 持水曲线 变截面孔隙 有效饱和度

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基于孔隙连通–迂曲参数表征土的非饱和渗透各向异性 被引量：1

9

作者 张昭 刘奉银 +4 位作者 齐吉琳 柴军瑞 王爽 李会勇 高永宝 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S1期147-152,共6页

合理描述土的非饱和渗透各向异性对模拟土体内水分和污染物的迁移至关重要。基于Mualem提出的非饱和渗透系数函数引入的孔隙连通–迂曲参数,推得非饱和渗透各向异性系数关于有效饱和度的幂函数表达式,并根据该表达式将土的非饱和渗透各... 合理描述土的非饱和渗透各向异性对模拟土体内水分和污染物的迁移至关重要。基于Mualem提出的非饱和渗透系数函数引入的孔隙连通–迂曲参数,推得非饱和渗透各向异性系数关于有效饱和度的幂函数表达式,并根据该表达式将土的非饱和渗透各向异性划分为9种类型,发现各向异性系数随有效饱和度的变化过程中会出现土孔隙内水分主导流动方向变化的门槛点;再利用已有文献中基于孔隙网络模型模拟土样的非饱和渗透数值试验结果验证了该表达式的有效性;最后,将该表达式与Van Genuchten-Mualem函数相结合,定量描述了基质吸力对已有文献中4种土的非饱和渗透各向异性影响。 展开更多

关键词 非饱和土 渗透 各向异性 有效饱和度 基质吸力

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台阶式溢洪道的水力特性 被引量：4

10

作者 刘爽 宁利中 +2 位作者 宁碧波 渠亚伟 田伟利 《西北水电》 2019年第1期42-47,共6页

台阶式溢洪道是水利工程中常见的新型泄洪消能方式之一,相比于其他消能方式有较高的消能率、能很好地降低溢洪道末端流速,工程造价低、不易发生空蚀等诸多优点。文章概述了台阶式消能工机理及其主要研究方法,归纳了学者对台阶式消能已... 台阶式溢洪道是水利工程中常见的新型泄洪消能方式之一,相比于其他消能方式有较高的消能率、能很好地降低溢洪道末端流速,工程造价低、不易发生空蚀等诸多优点。文章概述了台阶式消能工机理及其主要研究方法,归纳了学者对台阶式消能已有的研究结果,并从溢洪道表面台阶设置、水力特性参数、台阶自身形态与消能特性关系3个方面总结了消能率的影响因素,进一步讨论了"M"和"V"2种新型的台阶溢洪道消能特性,通过改变台阶形态增强了消能效果,较大程度地缩减了溢洪道的长度,降低了对下游消能设施的要求。 展开更多

关键词 台阶式溢洪道 消能率 掺气 影响因素 消能特性

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高压水工隧洞钢筋混凝土衬砌裂缝开度计算方法评析 被引量：14

11

作者 佘磊 王玉杰 +1 位作者 曹瑞琅 李炎隆 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2018年第8期142-149,共8页

针对在复杂工作条件下的高压水工隧洞衬砌裂缝宽度的计算问题,基于国内外现有主要裂缝计算方法理论基础,通过研究内水压力、隧洞半径、衬砌厚度、保护层厚度、围岩抗力、混凝土抗拉强度以及衬砌配筋率等参数对衬砌裂缝开裂特性和扩展规... 针对在复杂工作条件下的高压水工隧洞衬砌裂缝宽度的计算问题,基于国内外现有主要裂缝计算方法理论基础,通过研究内水压力、隧洞半径、衬砌厚度、保护层厚度、围岩抗力、混凝土抗拉强度以及衬砌配筋率等参数对衬砌裂缝开裂特性和扩展规律的影响,结合某抽水蓄能电站高压水工隧洞工程案例,开展各裂缝计算方法的综合评析。结果表明:(1)对高压水工隧洞衬砌而言,衬砌裂缝宽度主要受内水压力、围岩抗力和钢筋应力参数的影响,其中内水压力的影响最为显著;(2)由于裂缝开展规律不同,基于一般混凝土构件建立的裂缝计算方法不适用于高压水工隧洞,并且计算结果明显与实际情况差别较大;(3)弹性地基梁方法对高压水工隧洞衬砌裂缝宽度计算较为合适。 展开更多

关键词 水工隧洞 衬砌 裂缝宽度 内水压力 适用性评价

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宝鸡峡灌区农业供水效益C-D函数岭回归分析 被引量：5

12

作者 高志玥 李怀恩 +3 位作者 张倩 成波 贾斌凯 田若谷 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2018年第6期33-40,共8页

为了计算农业灌溉供水效益,将水作为生产要素之一列入C-D生产函数,并在传统投入要素基础上增加化肥、耕地要素,用机械总动力代替固定资本投入建立模型,采用岭回归分析计算农业水资源弹性系数,进而计算了灌区的农业供水效益,为区域生态... 为了计算农业灌溉供水效益,将水作为生产要素之一列入C-D生产函数,并在传统投入要素基础上增加化肥、耕地要素,用机械总动力代替固定资本投入建立模型,采用岭回归分析计算农业水资源弹性系数,进而计算了灌区的农业供水效益,为区域生态基流保障补偿研究提供依据。计算结果显示,宝鸡峡灌区所在宝鸡、咸阳两市的农业水资源弹性系数分别为0.098和0.075; 2015年灌区农业供水效益平均为2.89元·m-3,其中宝鸡市2.29元·m-3,咸阳市3.34元·m-3,灌区农业供水总效益达14.6亿元,供水效益逐年递增。灌区农业供水效益的空间差异主要来自于两市的农业经济总量差异,而农耕灌溉技术水平与作物种植结构不同正是造成这一空间差异的主要原因。 展开更多

关键词 C-D生产函数 岭回归分析 农业供水效益 时空变化 宝鸡峡灌区

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梯级水库群多目标协同均衡调控研究 被引量：1

13

作者 金文婷 王义民 +2 位作者 王学斌 畅建霞 肖薇薇 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期1-11,共11页

梯级水库群调度下多目标矛盾突出,为实现利益的协同与均衡保障,首先识别多目标关键利益与非关键利益,并基于协同学构建了梯级水库群多目标协同优化调度模型;其次提出了基于满意边界的时段内多目标利益均衡调控方法,并引入以混沌时间序... 梯级水库群调度下多目标矛盾突出,为实现利益的协同与均衡保障,首先识别多目标关键利益与非关键利益,并基于协同学构建了梯级水库群多目标协同优化调度模型;其次提出了基于满意边界的时段内多目标利益均衡调控方法,并引入以混沌时间序列分析的关联维数及Kolmogorov熵对水库群多目标调度系统进行混沌特征识别与引导。在黄河上游梯级水库群多目标调度中的应用结果表明:在不降低多目标利益保障水平的情况下,所提理论与方法实现了梯级水库群调度下多目标利益在时段间形成协同有序、在时段内达到利益均衡;最终方案中黄河上游梯级水库群多目标调度系统的总协同度为0.64,各目标的关键利益保障程度明显高于非关键利益。研究成果为存在多目标竞争关系的流域水资源高效利用提供了新的理论与方法,拓展了水库群多目标优化调度的研究范畴,促进了水资源系统工程学与协同学、混沌学的交叉与融合。 展开更多

关键词 梯级水库群 多目标协同调度 均衡调控 满意边界 混沌特征

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