- 徐小枫;谢同;丁宇;黄耀英;王荣鲁;
劈拉强度是混凝土重要的力学参数之一,回弹法是混凝土强度现场无损检测的常用手段.为探讨水工混凝土劈拉强度与回弹法测值的关系,首先开展不同水胶比(0.5和0.33)、不同标准养护龄期(3 d、14 d和28 d)的水工混凝土立方体的劈拉强度和回弹值测试,然后通过单因素方差分析对实验数据进行预处理,进而建立劈拉强度与回弹值的关系式,最后与现有相关文献进行对比分析.结果表明:混凝土的劈拉强度与回弹值之间存在基于幂函数的相关关系,经过最小二乘法进行拟合以及相关误差分析后,得到的关系表达式拟合效果良好,可以为相关水工混凝土工程的劈拉强度指标的估计提供参考.
2021年01期 v.43;No.178 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 1433K] - 徐磊;王绍洲;金永苗;
MAZARS模型是在损伤力学框架内建立的经典混凝土本构模型之一,由于其属于局部本构模型,故基于MAZARS模型的混凝土损伤有限元分析存在单元尺寸依赖性,无法保证分析结果的客观性,此外,以非线性有限元分析能力著称的ABAQUS平台尚未内置MAZARS模型.为实现在ABAQUS平台上开展基于MAZARS模型的混凝土损伤破坏的客观分析,本文将MAZARS模型与积分形式的非局部理论相结合,给出了非局部MAZARS模型的理论表达,并提出了与ABAQUS数据传递方式相适应的的非局部MAZARS模型数值实现方法.在此基础上,利用ABAQUS提供的UMAT、UEXTERNALDB以及USDFLD 3个子程序接口,通过二次开发完成了非局部MAZARS模型在ABAQUS平台上的数值实现,拓展了ABAQUS在混凝土损伤方面的分析功能.算例分析验证了本文所提出方法的可行性与程序开发的正确性.
2021年01期 v.43;No.178 7-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1355K] - 吴安琪;石朋;陆美霞;瞿思敏;田丹;林子珩;赵兰兰;纪小敏;崔彦萍;
为了解气候变化情景下淮河流域径流演变趋势,本文收集整理了淮河流域DEM数据、土壤资料、土地利用资料及气象资料,并构建了SWAT模型,利用SWAT_CUP对模型进行参数率定及验证,最后通过任意情景设置法设置25种气候变化场景,分析温度及降雨变化对径流的影响.结果表明:干流年径流量与洪峰流量受气温和降水的共同影响,随气温的升高而减少,随降雨的增多而增大;降雨量减少到0.8P,气温增加2℃时,年径流量变化量最大;与此同时,淮河流域受降雨量变化的影响比受气温变化的影响大.
2021年01期 v.43;No.178 13-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 592K] - 聂小芬;杨正健;王从锋;许尤;胡子龙;马骏;纪道斌;
为探究梯级水库建设下澜沧江流域电导率和浊度变化规律,以澜沧江干流和梯级水库作为研究对象,在2016年10月、2017年2月、2017年6月、2018年1月进行水质参数监测.通过对澜沧江流域电导率、浊度等指标进行监测分析,以表征梯级水库建设对澜沧江水环境的累积效应.由Pearson相关性分析结果表明,电导率与浊度相关性显著.空间上,自上游至下游,自然河段电导率沿程逐步下降,水库河段电导率缓慢降低,其中在大型水库坝前坝后波动较大;浊度自上游至下游先上升后下降,自然河流段先增高后降低,水库河段浊度变化范围较小.时间上,平水期电导率因汛后富集作用整体上高于其它时期,自然河段丰水期电导率最低,水库河段变化范围与趋势几乎一致;自然河段丰水期浊度显著高于其他时期,水库河段在不同时期沿程总体在90 FNU以下.梯级水库建设使流速减缓,电导率和浊度累积效应明显.小湾水库不同时期浊度垂向变幅在10 FNU以内,电导率因水体滞留时间增大随水温出现分层现象;功果桥水库、苗尾水库不同时期水体滞留时间短,浊度垂向变幅较小湾水库大,垂向掺混使电导率变幅较小.
2021年01期 v.43;No.178 18-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1436K] - 韩会庆;李建鸿;安徐朋;陈思盈;侯佳威;
全球气候变化背景下,理清未来降水集中状况变化规律对区域防洪抗洪以及水资源利用至关重要.基于国家气候中心提供的贵州省84个站点预估气候数据,利用克里金插值、小波分析等,分析了未来气候变化情景下贵州省降水集中度变化特征.结果表明:除RCP8.5情景外,RCP2.6和RCP4.5情景的贵州省降水集中度均呈下降趋势.东部地区是3种情景降水集中度增加的主要区域.各情景不同季节的降水集中度变化趋势存在差异,夏季与秋季的各情景降水集中度变化趋势相反.3种情景下汛期与非汛期降水集中度均呈增加趋势,东部地区均为增加幅度较大区域.56 a是3种情景的降水集中度变化的主周期.
2021年01期 v.43;No.178 25-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 4520K]
- 王涛;周葵;袁乾博;肖诗荣;
金沙江乌东德水电站金坪子滑坡的稳定性对于该水电站的安全运行具有重要意义.为探究地震作用对金坪子滑坡体稳定性的影响,以金坪子滑坡Ⅱ区为例,在滑坡地质模型研究的基础上,运用极限平衡法及动力时程分析法,通过研究滑坡稳定性系数以及滑坡位移、速度、加速度曲线变化,综合研究了滑坡体在天然与加速度峰值为0.1g地震两种状态下的稳定性.分析表明:地震作用下坡体安全系数小于0.8,证明坡体在遭遇地震时可能发生失稳;坡体对地震作用的响应存在一个高程放大效应,坡体变形强度随高程增加而增大;经计算,地震变形峰值发生在6 s时刻,滑坡体最终永久变形位移达26 cm;地震作用下坡体变形的振幅呈循环往复变化,导致坡体内惯性力呈往返运动,降低了岩土体之间摩擦力导致产生的弧形破坏,同时在运动过程中为地下水渗入提供了路径,降低了坡体的稳定性.本文分析成果对研究同类坡体变形具有一定借鉴意义.
2021年01期 v.43;No.178 31-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 2362K] - 李小伟;王琳;王力;王世梅;
三峡库区中阶跃型滑坡位移变化强烈,具有明显的周期性陡增特征,位移预测对该类滑坡的防灾减灾工作具有重要意义.以三峡库区树坪滑坡为例,采用时间序列分析方法,将滑坡总位移分解为趋势项和周期项,采用GM(1,1)模型和AR模型分别对滑坡位移的趋势线位移和周期项位移进行拟合与求解,并对总位移进行预测.结果表明:GM(1,1)灰色模型可以有效地对滑坡位移的趋势项进行预测,并且可反映树坪滑坡的长期变形趋势;AR模型能准确反映库水位变动对滑坡的周期变形影响;将预测总位移与滑坡累积位移进行检验对比,可以发现预测结果与实际结果基本一致,本文提出的位移预测方法可应用于阶跃型滑坡.
2021年01期 v.43;No.178 38-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 2570K] - 宁帅;庄妍;谈云志;王东星;
抗滑桩广泛应用于边坡加固工程中,抗滑桩桩间距的合理选择不仅能够保证边坡的稳定性,还能够缩短施工流程并提高经济效益.采用有限元软件ABAQUS对模型进行验证,通过编写和调用子程序,引入土体各向异性表征参量,并利用强度折减法求解不同桩间距下的安全系数,基于有限元软件的计算结果绘制出不同路径上的应力曲线.研究结果表明:考虑各向异性条件时的安全系数小于各向同性条件下的安全系数;当桩间距从一个较小的范围内逐渐增加时,土拱的影响范围先增大后减小,安全系数逐渐降低.最终,通过对安全系数与桩间距曲线的拟合表明,最优桩间距为5倍的桩径.
2021年01期 v.43;No.178 43-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 1855K] - 黄闻捷;许晓亮;向子林;张胜佳;陈将宏;
强震区挡土墙结构的稳定问题备受关注,从重力式挡土墙抗倾覆和抗滑移可靠性分析角度出发,将地震作用视为计算墙后主动土压力时对土体重度和内摩擦角进行修正的参数——地震修正角θ.将θ与墙后土体的黏聚力c和内摩擦角φ作为随机变量,以此建立了考虑地震作用的挡土墙抗倾覆和抗滑移功能函数.通过蒙特卡罗法分别计算了考虑变量呈不同统计特性的挡土墙失效概率,研究变量统计特性对挡土墙抗倾覆和抗滑移可靠性的影响.结果表明:墙后土体c与φ的相关系数ρ_(cφ)逐渐增大时,挡土墙抗倾覆和抗滑移的失效概率相应增加,尤其是c与φ负相关时,挡土墙失效概率对ρ_(cφ)的变化更为敏感;将θ视为常数或忽略θ与c和φ的相关性时得出的失效概率偏小,会导致对挡土墙稳定性做出偏安全的估计;θ与c、φ的相关系数ρ_(θc)和ρ_(θφ)增大时,挡土墙的抗倾覆及抗滑移失效概率整体呈减小趋势;变量参数间相关性对挡土墙可靠性均有影响,其中ρ_(cφ)影响最敏感,ρ_(θc)次之,ρ_(θφ)影响最小.
2021年01期 v.43;No.178 48-53+65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1275K]
- 青宇;范亮;周丹;
为了研究装配式组合结构中预制-装配式群钉剪力键力学行为,提出采用三向非线性内聚力接触单元模拟先后浇混凝土界面粘结形变关系的数值模拟方法,结合预制-装配式群钉剪力键推出试验,在验证模拟方法的基础上,开展了预制-装配式群钉剪力键内部力学行为以及栓钉排数、间距和后浇混凝土强度参数分析.结果表明:双线性内聚力接触单元能较好模拟先后浇混凝土界面的粘结形变关系;各排栓钉的应力存在明显的不均匀性,随荷载增加逐渐从两端大中间小趋向均匀;随着荷载增加,栓钉的变形增速明显高于应力增速;提高混凝土强度等级能一定程度提高抗剪承载力和刚度;栓钉由3层增加至5层时,单钉平均抗剪承载力和抗剪刚度分别减小19.3%和6.5%;栓钉竖向间距由2.3 d(d为栓钉直径)增加至10 d时,栓钉抗剪承载力先增大后减小,抗剪刚度减小27.5%.
2021年01期 v.43;No.178 54-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 2598K] - 孙正华;熊勃勃;田斌;
构建了一套混凝土细观数值模拟的前处理方法,该方法采用圆度指标来修正骨料的等效直径,同时采用该指标定义多边形骨料的粒形特征并以骨料圆度值正态分布概率密度函数来描述骨料集合的形状分布规律,基于提出的质点域方法实现骨料的投放、材料分区及网格剖分的一体化.基于该理论方法开发了混凝土二维细观模拟前处理程序,将程序生成模型与实际混凝土试件的剖面形态对比,结果表明:所生成的混凝土细观模型能准确描述混凝土骨料形态,为混凝土细观结构精确仿真分析奠定了基础.
2021年01期 v.43;No.178 60-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1263K] - 郭延辉;杨溢;杨志全;孔志军;
昆明城市天然气高压管网东入城管线下穿即将运营的某高铁线路,为研究下穿管线涵洞顶管工程对该高速铁路路基的影响.在现场调查和资料分析的基础上,基于FLAC3D数值模拟和现场顶管施工观测,分析了下穿涵洞顶管施工引起高铁路基岩土体的运移规律、变形和破坏特征,以及顶进管道结构等在施工过程中的受力和位移状态.结果表明:在现有涵洞顶管下穿高速铁路路基施工方案和参数下,该天然气高压管网涵洞顶管下穿对既有高速铁路路基的影响很小,基本不会影响该高铁线路的正常运营.研究成果对该顶管工程的安全施工及高铁的安全运营具有重要意义.
2021年01期 v.43;No.178 66-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 2472K] - 许坤;谢建斌;曾林瑶;陆子豪;刘思楠;宋桂丽;
为研究运营期列车振动荷载作用下盾构隧道地基土体的沉降特性,本文以昆明地铁二号线二期工程某区间隧道为例,结合地质勘察资料,建立Midas GTS NX三维有限元模型,通过人工激励函数对模型施加动力荷载,分析了列车满载高速的情况下,隧道周边土体的沉降特征,结合经验模型公式,预测了隧道在长期循环荷载作用下基底土体的沉降变形.研究结果表明:在长期列车振动荷载作用下,隧道周围土体发生被迫振动,类似作简谐运动;土体的沉降幅值随与振源距离的增加而减小;线路运营期基底土体沉降呈指数型增长,最终趋于稳定,第一年沉降16.9 mm,达前10年累计沉降的67.6%.为保障线路的安全运营,应重点加强隧道运营期前期的监测养护.
2021年01期 v.43;No.178 71-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1343K] - 常继峰;贾贞;
大、小兴安岭等高纬高寒地区,由于区域内多为退化性岛状多年冻土,其公路建设难度主要取决于冻土路基的热稳定状态,准确分析岛状冻土路基竖向热位移的发生及发展特点,是提高公路使用寿命,保证公路使用安全的前提.以小兴安岭地区前嫩公路为对象,选取代表性冻土路基试验断面,通过对工后一年内路基土体竖向位移进行试验观测,发现岛状冻土路基年周期性竖向热位移具有明显的阶段性特点,冻土上限处的冻、融状态对路基各土层的竖向变形有着较大影响,根据试验结果的对比分析,揭示了冻土上限覆土厚度、含水率及地基处理方式等主要影响因素对路基竖向热位移的作用效果.
2021年01期 v.43;No.178 76-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 4830K]
- 张涛;杜政波;韩建玮;
植物绝缘油被广泛运用于油浸式变压器,研究植物油变压器油纸绝缘系统的老化状态至关重要.本文引入分数微积分的概念,建立了分数阶Maxwell介电模型参数辨识的数学模型,同时根据实验得到的复介电常数实虚部的值求得分数Maxwell模型中的各个参数,根据最小二乘法建立目标函数,采用粒子群算法实现参数辨识,得到了不同老化状态下油纸试品的Maxwell模型参数,并利用混合蛙跳算法对其进行验证.得到模型特征参数后,根据模型重构得到的数据,进而研究了绝缘老化对分数Maxwell介电模型参数影响的规律.研究表明:随着老化程度的加深而增大的介电常数ε与聚合度D_p有着较好的线性关系,弛豫时间τ与D_p间有着较好的指函数关系.提出的分数阶Maxwell模型参数可用于量化评估油纸绝缘的老化状态.
2021年01期 v.43;No.178 82-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1053K] - 普子恒;赵伟;熊钰瑶;史星涛;方春华;
电缆燃烧仿真模拟对电缆燃烧特性可进行有效研究,从而获取电缆火灾蔓延、烟气发展等规律,对于电缆火灾防护具有重要意义.针对多层结构电力电缆难以准确燃烧模拟的问题,本文根据实际燃烧原理建立了固相热解与气相反应研究模型.首先,对不同的固相热解设置进行了模拟,分析了热解质量损失率的差异,模拟表明复杂热解更能反映真实电缆热解的变化;其次,基于电缆燃烧气体含量对聚氯乙烯反应进行修正,并与聚氯乙烯气相反应、甲烷气相反应分别进行了模拟,分析了相同热释放速率条件下的温度场分布规律,模拟表明气相反应中燃料单位质量消耗的氧气质量以及燃烧热等因素影响了温度场的形成分布;最后,结合试验结果对不同燃烧模型进行验证.结果表明:基于复杂热解和化学反应修正的电缆燃烧模型与实际电缆燃烧情况更为吻合,误差主要在后期的燃烧衰减阶段,约为16.4%.
2021年01期 v.43;No.178 88-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1530K] - 黄悦华;郭思涵;鲍刚;程江洲;谌桥;王艺洁;
针对目前异常用电检测中存在的专变用户窃电率高、窃电模式难以察觉、使用窃电检测模型查找窃电用户过程中训练集不足的问题,提出了一种基于用电特征分析的无监督方式异常用电检测方法.该检测方法引入离群点查找算法,量化了海量数据中不同异常用电行为,将其提取为异常用电特征序列,并且根据专变用户不同计量方式和用电特点,构建了基于局部离群因子(local outlier factor, LOF)检测算法的用电不平衡特征序列,定义了考虑失压持续时间的电压异常特征序列和基于每日电流曲线聚类结果的电流异常特征序列,设计了异常用电评价流程,提出异常用电检测方法.通过实例验证了此检测方法能够完全甄别存在异常用电行为的用户,且检测方法对窃电时刻预测结果较为准确,其查准率和召回率的调和均值F_1值为0.81.该方法能为企业提供异常行为发生的时间段,为窃电行为的及时调查提供有力的依据.
2021年01期 v.43;No.178 96-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 1078K]