三峡大学学报(自然科学版)

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土木水电论坛_水利工程

  • 水库建设对河流沉积物磷形态分布的影响:以澜沧江、怒江为例

    丹勇;赵萍;胡子龙;朱晓声;聂小芬;徐刘得;王从锋;纪道斌;刘德富;

    通过对已建水库河流的沉积物磷形态与未建水库河流进行对比,揭示建有水库河流与自然河流沉积物磷形态的差异,并分析其差异的原因.结果发现:怒江、澜沧江自然河段TP含量分别在510.68~624.61 mg·kg~(-1)、528.79~629.40 mg·kg~(-1)之间变化,澜沧江水库段383.50~1 044.13 mg·kg~(-1)之间变化.沉积物6种磷形态中,自然河道段Ex-P、Fe-P、Al-P、OP、Ca-P、Res-P含量分别在0.87~5.02 mg·kg~(-1)、19.13~44.4 mg·kg~(-1)、8.81~33.97 mg·kg~(-1)、73.74~142.75 mg·kg~(-1)、325.22~493.51 mg·kg~(-1)、34.67~76.84 mg·kg~(-1)之间变化;而澜沧江水库段Ex-P、Fe-P、Al-P、OP、Ca-P、Rest-P含量分别在0.72~4.41 mg·kg~(-1)、28.68~81.01 mg·kg~(-1)、11.52~377.03 mg·kg~(-1)、40.61~160.78 mg·kg~(-1)、46.91~349.83 mg·kg~(-1)、23.49~92.84 mg·kg~(-1)之间变化.与自然河道相比,水库段沉积物Fe-P、Al-P含量上升,Ca-P(除坝下沉积物含较高外)在库区的含量下降.水库段沉积物Fe-P、Al-P含量上升,其可能的原因是沉积物中的Ca-P释放产生的磷酸盐,较深部位沉积物层的铁磷矿物还原溶解释放溶解磷酸盐以及较小粒径的沉积物吸附水体中的磷酸盐与沉积物中铁铝的(氢)氧化物结合而沉积下来.

    2020年04期 v.42;No.175 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1280K]
  • 基于生态修复治理下的茅洲河流域生态分区

    许杨;纪道斌;何金艳;阮洲;陈炯;石浩洋;

    近年来,随着城市化的不断推进,城市河流的生态系统出现破坏现象.目前多采用以生态分区为基础的区域生态环境管理和生态资源信息配置模式提供地理空间框架.深圳市茅洲河作为典型的城市污染河流,其生态分区可为城市生态资源管理及治理提供科学依据.本文针对茅洲河生态环境问题,提出城市河流实行"分项、分类、分区"三级划分体系.基于SPSS分层聚类分析技术,用水文、水质、河岸带及地貌和水生生物作为四大主要项目,构建涵盖各项目18个子指标的量化评分标准;通过对评分结果聚类,合并同质性子流域得出各项目的空间分类情况,并按照生态破坏程度将茅洲河流域分为一级生态红线区、二级生态黄线区及三级生态蓝线区.本文将聚类和定量分析运用于生态分区,为城市河流的治理提供新的方法.

    2020年04期 v.42;No.175 8-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1232K]
  • 基于模糊层次法和广义熵值法的堰塞坝病险情风险分析

    王如宾;万宇;阳龙;赵颖;

    堰塞坝是由地震、降雨等因素诱发的自然灾害而形成的一种坝体结构,其溃坝风险和溃坝后果严重性远高于人工土石坝.为综合评估堰塞坝病险情风险等级,选取堰塞湖规模、堰塞体物质组成、堰塞体高度、集雨面积、降雨量等5个自然属性指标和人口密度、心理恐慌度、经济密度等3个社会属性指标作为堰塞坝病险情评价体系,结合专家意见与实际数据库,通过层次分析法与熵值法对指标进行赋权,并通过组合赋权进行权重校正.对唐家山堰塞坝、红石岩堰塞坝、白格堰塞坝进行风险等级确定,突出了组合赋权的优势.

    2020年04期 v.42;No.175 16-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 873K]
  • 风浪流作用下的FPSO外输CALM系统运动耦合分析

    曲开成;张旭;

    悬链锚腿系泊系统(catenary leg mooring system,CALM)在海洋油气开采工程中得到了广泛的应用.准确地预测CALM系统运动响应有助于开展输油管的疲劳研究,指导系泊系统的设计,从而防止断锚等危险事故的发生,保证装卸作业的顺利进行和人员、装备的安全.基于水动力分析软件,建立包括浮筒、穿梭油轮、系泊线及系船缆在内的不同类型结构的运动响应数值模型;考虑结构间的相互影响,对风浪流作用下的CALM系统进行时域耦合分析;研究了CALM系统在自存工况以及作业工况中的响应特性以及对环境因素的敏感性,得到了危险工况的发生条件及其水动力特征.所得结论可为实际工程设计提供参考和建议.

    2020年04期 v.42;No.175 22-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1079K]

土木水电论坛_灾害与防治

  • 软弱夹层参数对岩质边坡稳定性及锚固影响研究

    刘春波;言志信;张功会;王雪姣;

    运用FLAC~(3D)有限差分软件建立了含软弱夹层顺倾层状锚固岩体边坡计算模型,并利用改进的cable单元建模获取了锚固界面即砂浆-岩体界面和锚杆-砂浆界面上的剪应力,研究了地震作用下软弱夹层参数(数量、间距、厚度、倾角)对边坡锚固界面剪应力和边坡稳定性的影响.研究表明:随着软弱夹层参数的变化,边坡主破坏面位置不变,主要的破坏模式分为沿着主软弱夹层的整体性倾倒-滑移破坏和层间错动倾倒-滑移破坏.因两锚固界面的极限粘结强度不同,砂浆-岩体界面脱粘程度更大,这与工程实际相符合.锚固界面剪应力峰值和坡面永久位移随软弱夹层数量、厚度的增大而增大,随软弱夹层间距、倾角的增大而减小.该研究对相关工程有重要参考意义.

    2020年04期 v.42;No.175 28-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 1151K]
  • 基于爆破损伤的露天矿边坡稳定性的灾变分析

    周子涵;陈忠辉;刘昱廷;

    基于爆破震动影响下露天矿岩质边坡滑动趋势面介质的损伤弱化效应,建立了爆破荷载、后缘裂隙静水压力及滑动趋势面扬压力共同作用下的尖点突变模型,并根据导出的临界爆破药量的表达式给出了边坡失稳的判据条件.以鞍千矿业有限公司许东沟采场西帮的一处滑坡为例,利用建立的二维简化模型和导出的失稳判据对边坡在多次爆破作业影响下的稳定性进行了分析,得到了稳定性随爆破次数累积的变化规律.结果表明:边坡失稳的可能性随爆破次数的增加呈现递增的趋势,同时也说明了边坡失稳的发生通常不是仅由一次爆破作业造成的,而是由于多次爆破作用的累积效应所致.通过对比4次爆破作业的临界药量和实际药量,验证了利用导出的失稳判据评价露天矿边坡的稳定情况是合理可行的,对爆破开挖设计中实际药量的选择有一定的指导意义.

    2020年04期 v.42;No.175 35-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 596K]
  • 水下钻孔爆破减震孔与气泡帷幕协同减震效果研究

    曹棉;李嘉龙;邹永胜;李春军;吴立;

    为研究水下钻孔爆破中减震孔与气泡帷幕协同作用的减震效果,结合万州长江公路大桥防撞设施水下爆破工程,利用ANSYS/LS-DYNA对水下钻孔爆破中减震孔与气泡帷幕协同作用的减震效果进行了数值模拟研究.将减震孔与气泡帷幕单独作用对比减震孔与气泡帷幕协同作用进行了分析,并结合现场监测数据,对万州长江公路大桥的桥墩结构稳定性进行了判定.结果表明:减震孔和气泡帷幕单独作用时桥墩处特征单元峰值合成振动速度都比无减震措施存在时分别减小57.86%和46.33%;减震孔和气泡帷幕协同作用时,桥墩特征点峰值合成振动速度比无减震措施作用时降低77.63%;可见采用该协同作用措施可以有效地减弱水下钻孔爆破对大桥的影响,使万州长江公路大桥处于安全状态.

    2020年04期 v.42;No.175 42-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 777K]

  • 2020年能源和环境材料化学学科前沿云上论坛在我校开讲

    <正>在第四个"全国科技工作者日"到来之际,我校国家级学科创新引智基地、科技处、材料与化工学院和教师发展中心材化分中心于5月底联合主办了2020年能源和环境材料化学学科前沿论坛(系列云上报告会第一期)。论坛以腾讯会议直播方式进行,由苏州大学吴涛教授和我校李东升教授共同主持。会议邀请了暨南大学李丹教授、清华大学王训教授、中科院理化所张铁锐研究员、北京化工大学宋宇飞教授、湖南大学王双印教授和北京航天航空大学张瑜教授等六位"杰青"作

    2020年04期 v.42;No.175 47页 [查看摘要][在线阅读][下载 50K]

土木水电论坛_灾害与防治

  • 含水率及吸力对非饱和下蜀土强度特性影响试验研究

    王永璐;刘顺青;姜朋明;

    为研究含水率及吸力对非饱和下蜀土强度特性的影响,以镇江某边坡的下蜀土为研究对象,通过非饱和直接剪切试验,对不同含水率及吸力下的下蜀土强度特性进行了研究.研究结果表明:非饱和下蜀土的强度特性受含水率及吸力影响较大,同时存在一界限含水率,在界限含水率上、下土体的强度特性不同;在低吸力水平下,土体黏聚力与土体内摩擦角随含水率的增大表现出相反的变化规律;在高吸力水平下土体黏聚力随含水率增大迅速下降,但内摩擦角的降低幅度较小;吸力对土体黏聚力及内摩擦角的影响在界限含水率上、下表现为不同趋势.研究结果可为下蜀土边坡的养护治理提供理论支撑,具有实际工程意义.

    2020年04期 v.42;No.175 48-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1650K]
  • 基于内状态变量理论的盐渍土本构模型研究

    陈会官;朱珍德;王震;

    冻结盐渍土的力学行为受盐含量,未冻水含量,围压等多种因素的综合影响.为研究冻结盐渍土的力学行为,基于内状态变量理论,提出一个考虑未冻水含量和围压的双屈服面本构模型.将未冻水含量与围压作为本征变量修正内状态变量理论,从而得到考虑了未冻水含量和围压的Helmholtz自由能.依据得到的Helmholtz自由能,考虑土体的体积变形与剪切变形机制,推导出增量型双屈服面本构模型表达式,并给出了详细的数值计算流程.最后,采用2.5%盐含量冻结盐渍土的常规三轴压缩试验,考虑围压及未冻水含量对土样特性的综合影响对模型进行验证,结果表明模型模拟曲线和试验曲线吻合良好.

    2020年04期 v.42;No.175 53-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 273K]

土木水电论坛_土木工程

  • 基于全息视觉测量的钢混组合结构损伤识别试验研究

    余忠儒;周志祥;邵帅;杜鹏;雷杨崑;邓国军;

    对一片钢混组合试验梁依次开展不同损伤工况下的加载试验,利用全息变形视觉测量试验装置获取试验梁全息图像信息数据,基于结构全息边缘轮廓线提取算法计算分析全息图像信息数据以获得试验梁在不同损伤工况下的全息变形.以结构初始全息变形数据和结构目标全息变形数据作为输入,运用改进的BP神经网络算法反演试验梁刚度矩阵的退化,求解单元刚度矩阵折减系数的全局最优解,并以结构单元刚度矩阵折减系数作为损伤表征因子,实现对目标结构损伤状态的识别.试验结果表明:基于结构全息变形数据和BP神经网络的结构损伤识别方法对损伤具有较强判别性,试验梁不同程度、不同位置损伤工况的测试识别结果与试验结果基本一致,试验梁损伤位置及程度平均识别精度为92.6%,为后续研究奠定了基础.

    2020年04期 v.42;No.175 58-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1858K]
  • 配置形状记忆合金丝的UHTCC板自修复性能研究

    周航凯;李政达;王振宇;

    采用超高韧性水泥基材料(ultra-high toughness cement-based material, UHTCC)能够有效提高构件的抗裂性能和承载力.对配置形状记忆合金丝的UHTCC板开展四点弯曲试验.试验结果表明,形状记忆合金丝能够提升UHTCC薄板构件的抗弯承载力,薄板结构在经过热处理后,跨中挠度有所减小,裂缝宽度减小,采用增大合金丝含量、对合金丝施加预应力等措施能够提升构件的自恢复性能.

    2020年04期 v.42;No.175 66-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1172K]
  • 多档覆冰悬索结构的动力学建模及驰振分析

    闵光云;刘小会;郑佳艳;蔡萌琦;孙测世;

    根据哈密顿变分准则与Galerkin法得到单档覆冰悬索的驰振控制方程,以绝缘子串处转动平衡方程为桥梁建立了多档覆冰悬索的驰振控制方程组,最后采用四阶Runge-Kutta求解该方程组.数值算例表明:由于悬索和绝缘子串之间存在相互作用,使得相等档距的悬索结构中每一档悬索的位移响应存在一定的差异,且由于绝缘子串存在不同的偏摆组合形式,不同的偏摆组合下悬索的位移响应也存在着一定的差异.本研究建立的多档悬索模型比传统的单档悬索模型更符合实际工况,能给予实际工程重要的参考价值.

    2020年04期 v.42;No.175 71-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 2030K]

土木水电论坛_电力网络

  • 基于PCA-SOM的低压配网运行态势评估方法

    粟世玮;尤熠然;张思洋;吴昶;熊炜;

    基于低压配网自动化水平较低且现有运行态势评估方法未能涵盖配电网智能化的需求,提出了一种基于PCA-SOM的低压配网运行态势评估方法,首先利用改进的主成分分析提取低压配网运行态势评估指标并建立评估指标体系;其次对已构建指标体系中相关的配网运行数据进行基于自组织神经网络的异常数据辨识和清理;再次对各层次评估指标建模并计算权重;然后计算各层次指标值及评估得分,找出配网运行薄弱环节;最后对广西省某地区低压配网进行运行态势评估.结果表明,该方法能够科学合理地建立配网运行态势评估指标体系,以及有效减少异常数据对配网运行态势评估的影响,可为低压配网运行态势监测和运行优化提供参考.

    2020年04期 v.42;No.175 78-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 507K]
  • 基于配电自动化终端的故障定位优化算法

    张圣埼;张赟宁;陈堂贤;

    考虑不同类型配电自动化终端掉线情况对于故障定位的影响,提出一种适用于所有终端类型、多电源及多故障的改进矩阵算法.该算法将终端数量及线路分段数作为网络关系矩阵的维度,将每一分段发生故障时流经每一终端故障电流方向分为三类形成网络关系矩阵,结合终端告警状态,形成告警状态向量,最终实现故障定位.该算法充分考虑不同类型终端通信断线的实际情况,在多电源情况下依然适用,判据简单、计算量小.

    2020年04期 v.42;No.175 84-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 196K]

机电工程

  • RBF神经网络与遗传算法的离心泵优化设计

    杜梦星;王彦伟;张相志;

    针对学习速度较慢且收敛性差的优化算法,提出用学习速度快且逼近能力强的径向基神经网络与遗传算法相结合的设计方法提高离心泵叶轮的效率.通过拉丁超立方试验设计方法对叶片出口安放角、出口宽度及包角进行设计.选取效率及扬程最优为优化目标,建立影响因素与优化目标之间的代理模型,运用遗传算法对模型进行寻优,得到最优的叶片参数.取优化后的叶片参数进行CFX数值模拟计算,优化后的叶轮在相同工况下效率与扬程分别提高了3.87%和4.25%,且优化后叶轮内部流场更均匀,水利损失较小,可对泵性能的提高提供有效参考.

    2020年04期 v.42;No.175 88-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 889K]
  • 舰船推进轴系动力学建模及冲击响应分析研究

    侯淑芳;周志军;肖能齐;

    为了探究在冲击载荷作用下的轴系冲击响应特性,在对某舰船推进轴系系统组成特点和喷泵、齿轮和联轴器等元件进行分析的基础之上,建立了三维有限元模型和有限梁单元模型;同时根据梁单元和冲击理论,推导得到有限梁单元模型对应的冲击响应运动方程.分别采用有限元法和数值分析方法,对轴系两种模型进行模态计算与分析;同时对轴系进行冲击载荷响应计算与分析,由于有限元模型可以采用参数化建模,可以替代有限梁单元模型的简化及迭代计算过程,提高了轴系在设计阶段轴系抗冲击载荷的模拟仿真计算的效率.

    2020年04期 v.42;No.175 94-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 815K]

环境工程

  • 含废弃泥浆和渣土同步砂浆配比优化及性能改善分析

    史庆涛;武文清;陆野;

    采用致密堆积设计思想并结合新拌浆体试验确定出同步砂浆配合比,并开展了减水剂对该同步砂浆性能影响研究.在不掺外加剂的同步砂浆配比中,筛分渣土∶黄砂=1.97∶1,水胶比0.65,胶砂比为0.8,3 d抗压强度可达到0.61 MPa,28 d抗压强度可达到4.5 MPa,萘系减水剂能够明显提高同步砂浆的流动度,掺2.0%减水剂同步砂浆的流动度是不掺外加剂的流动度2倍以上,而其3 d抗压强度和不掺减水剂配比相近,28 d抗压强度则是不掺外加剂配比的1.16倍,砂浆流动度、强度以及其他参数均能满足规范和施工要求.微观分析显示,掺减水剂配比的不同龄期试样的孔径和孔隙率低于不掺减水组配比,是其强度高的主要原因之一.

    2020年04期 v.42;No.175 101-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 792K]
  • 磷矿渣对水溶液中Cd(Ⅱ)的吸附性能研究

    李颖华;余瑞;王柳杨;贾漫珂;任东;任顺;刘立明;

    为了解决水体中Cd(Ⅱ)污染问题,促进工业固体废弃物的资源化利用,本研究以磷矿渣为吸附材料,研究磷矿渣对水中Cd(Ⅱ)的吸附特性.采用FTIR和XPS对磷矿渣进行表征,通过吸附实验考察不同因素对吸附量的影响,并利用动力学和等温吸附模型对吸附过程进行分析.结果显示,在Cd(Ⅱ)污染溶液(22.41 mg/L)中,磷矿渣(45 g/L)对Cd(Ⅱ)去除率达到96.62%.磷矿渣对水溶液中Cd(Ⅱ)的吸附在60 min达到平衡,单位吸附量随pH值、温度和初始Cd(Ⅱ)浓度的增加而增加.准二级动力学模型,Langmuir模型可以较好地描述吸附过程,结合热力学研究结果表明,磷矿渣对Cd(Ⅱ)的吸附是一个吸热、自发的化学吸附过程.2 g/L的磷矿渣处理Cd(Ⅱ)污染溶液(2.08 mg/L)后,镉含量可满足国家《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)Ⅱ类水质的要求,而且磷的释放达到该标准Ⅴ类水质要求,不会引起的磷的二次污染.

    2020年04期 v.42;No.175 106-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 984K]
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