华北水利水电大学学报(自然科学版)

Journal of North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power

  • 基于灰色残差马尔可夫模型的郑州市旱涝灾害预测

    罗党;林培源;李钰雯;

    针对旱涝灾害影响范围广、发生频率高和难以准确预测的情况,利用马尔可夫状态转移矩阵与DGM(1,1)预测模型的互补优势,构建了灰色残差马尔可夫预测模型.选取郑州市某60 a的年降水量作为历史数据,运用均值-标准差旱涝等级划分法得到干旱和雨涝的降水量临界值,从而取定上、下灾变点,分别建立干旱和雨涝日期灾变序列,并对序列进行建模求解.结果表明,灰色残差马尔可夫预测模型计算简便、精度较高.预测结果可以为郑州地区的旱涝预测及防灾减灾工作提供借鉴.

    2015年05期 v.36;No.142 1-4+9页 [查看摘要][在线阅读][下载 171K]
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  • 基于模糊灰元的鄂尔多斯市水资源配置方案评价

    张宇;彭少明;陈南祥;

    随着我国西北地区各种能源的不断开发,该区域经济发展迎来了强劲势头.鄂尔多斯市作为西部重要的能源化工业城市,经济发展水平在未来5 a内将会持续增长.为缓解与经济发展不相适应的水资源短缺问题,对鄂尔多斯市水资源配置方案采用模糊灰元的方法进行合理性评价显得很有必要,为此选用生活、农业、工业、第三产业、生态为特征通过模糊灰元模型进行计算.其评价结果与模糊识别评价方法计算结果一致,表明该方法在水资源评价方面表现出良好的适用性.

    2015年05期 v.36;No.142 5-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 124K]
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  • 基于最大熵原理的洪水灾害灾情评估改进普适模型

    唐言明;卜松;董洪茂;范江洋;

    作为区域灾害风险管理的重要组成部分,灾情评估可为区域灾害预防与发生以及更好地进行区域经济可持续发展规划提供科学依据.自然灾害灾情评估的难点是估算灾情发生的不确定性、损失的概率分布以及处理评价过程中指标的随机性和评价等级的模糊性.为此,提出了基于信息熵的改进灾情评估模型,用最大熵原理处理灾害发生的不确定性和损失的概率分布,用指数普适公式处理评价指标的变化差异性,并利用加速遗传算法优化相关参数,进而建立了基于信息熵的AGA优化改进灾情评估普适模型.应用结果表明:该模型有效地估算了灾害发生的概率,解决了评估灾害发生的不确定性问题,提高了评价的可靠性,且方法智能化程度高,可在多种灾情评价中进行推广应用.

    2015年05期 v.36;No.142 10-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 102K]
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  • 济源五龙口地热区热矿水化学特征及成因

    姜宝良;余晨;张石磊;齐育才;

    地热资源作为新能源中唯一的矿藏资源,集热、矿、水为一体,具有洁净、廉价、易开采等特点,受到世界各国的广泛重视.本文从济源市五龙口地热区的区域地质构造背景入手,通过分析热矿水中化学组分和化学特征,研究热矿水的成因.得出如下主要结论:五龙口地热区热矿水因温度的不同可分为3类,即冷水(小于25℃)、温水(25~40℃)、温热水(大于40℃);五龙口地热区热矿水有三大特征,分别是:矿化度随着温度的升高而增高,氟和偏硅酸的含量高,重金属等有害物质含量较高;地热水与围岩发生一系列反应从而形成不同水质类型的热矿水.

    2015年05期 v.36;No.142 14-17+61页 [查看摘要][在线阅读][下载 342K]
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  • 均匀冲击荷载作用下重力坝的损伤分析

    顾培英;肖仕燕;邓昌;喻江;王建;

    对于重力坝,远程水下爆炸、大体积山体滑坡等引起的水下冲击波作用可近似视为均匀冲击荷载作用,均匀冲击荷载作用下混凝土重力坝损伤特性较静荷载作用下要复杂得多.本文以非线性显式动力分析程序Abaqus/Explicint为平台,考虑冲击荷载作用下混凝土的高应变率效应,通过建立混凝土重力坝均匀冲击三维模型,对不同冲击荷载下的大坝动态响应进行全性能数值仿真模拟,探讨混凝土重力坝在不同冲击荷载下的损伤.试验结果表明:冲击荷载下大坝损伤模式不仅与大坝自身的动力特性有关,还与冲击能量的大小有关;坝体损伤形式表现为拉伸损伤和压缩损伤,以拉伸损伤为主.

    2015年05期 v.36;No.142 18-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 242K]
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  • 大坝加高混凝土施工技术研究综述

    周厚贵;

    在查阅国内外大坝加高混凝土施工资料及工程实践的基础上,阐述了国内外典型混凝土坝在加高施工中针对技术难题所开展的各项研究.从老混凝土体拆除、老混凝土面处理、新老混凝土结合、新混凝土浇筑及加高施工与枢纽运行关系的处理等方面对其研究现状进行了归纳总结,综述了大坝加高混凝土施工技术,有助于建立完善的大坝加高工程施工的理论体系及施工技术体系.

    2015年05期 v.36;No.142 23-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 98K]
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  • 基于虚加刚性弹簧法的守口堡坝的有限元分析

    田青青;杨世锋;柴启辉;孙明权;

    基于虚加刚性弹簧法,结合山西守口堡坝实际工程,在已经建立的具有软化特性的胶凝砂砾石材料的本构关系模型的基础上确定模型需要的参数,对坝体进行有限元分析,得到坝体的应力与位移的等值线图.经有限元分析知,虚加刚性弹簧法的弹性模量大小对坝体的应力和位移影响不大,虚加不同的弹性模量的目的在于解决应力-应变曲线的软化问题.该成果可以为胶凝砂砾石坝体拟定合理的剖面提供依据.

    2015年05期 v.36;No.142 30-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 261K]
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  • SonLa水电站超大型潜孔弧形闸门布置形式研究

    王春;罗进;

    Son La水电站是越南也是东南亚迄今为止规模最大的水电站,其溢洪道潜孔弧形工作闸门属于超大型弧门,设计、制造及安装均具有难度.在对国内外超大型弧形闸门的相关资料研究的基础上,对工程中最大承压水头、孔口尺寸、主框架结构件断面、支铰荷载等关键技术指标及参数进行对比分析,结合运行要求及以往潜孔弧门容易出现的问题,对此闸门及其启闭机总体采用了新型布置形式;止水采用的新型工地焊接形式刷新了提高止水安装精度要求措施的相关国内记录;为保证安装精度,针对其特宽的工程特点对采用的新材料、新工艺的支铰埋件和非常规挂点支撑形式及防卡阻措施也分别展开了理论分析和工程实践;分别采用解析法和大型三维有限元分析软件ANSYS对门体结构布置形式进行了分析评价,通过对5种荷载组合工况进行比选,确定挡水提门为控制工况,得出各构件应力和挠度均小于规范允许值,验证了本结构设计的安全性和合理性,为我国超大型潜孔弧形闸门布置的选型提供了新的设计思路.

    2015年05期 v.36;No.142 34-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 361K]
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  • 机制砂再生粗骨料混凝土配筋柱偏心受压承载力的计算方法

    李凤兰;任访春;苏延峰;杨亚彬;

    介绍了机制砂再生粗骨料混凝土配筋柱的小偏心和大偏心受压承载力试验成果,分析了长细比和初始偏心距分别对配筋柱正截面应变分布、混凝土和钢筋应变、侧向挠度、破坏形态、极限承载力等的影响规律.通过与现行规范相应计算公式的计算结果对比,基于混凝土材料性能与结构受力的相关机理,系统分析了机制砂再生粗骨料混凝土配筋柱偏心受压承载力的主控因素,并对偏心受压承载力的计算提出了建议.

    2015年05期 v.36;No.142 39-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 250K]
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  • 不均匀锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力试验研究

    曲福来;于永齐;赵顺波;侯朋兵;

    制作了12根钢筋混凝土适筋梁,为模拟既有钢筋混凝土梁在实际情况下的受荷状态,对其中10根梁进行预裂加载,然后采用电化学方法进行快速锈蚀,最后采用四点弯曲试验对钢筋混凝土梁进行加载.研究表明:锈蚀后的钢筋呈现出沿截面和长度两个方向的不均匀锈蚀,预裂裂缝位置处钢筋锈蚀较为严重;采用沿长度方向不均匀锈蚀表征参数建立平均锈蚀率与最大锈蚀率的关系,在此基础上给出的梁抗弯承载力计算公式,其计算结果具有较好的精度,与试验值吻合较好.

    2015年05期 v.36;No.142 44-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 187K]
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  • 基于IBIS-L系统的大体积混凝土温度形变场分析

    吴琦;张戈;张硕;肖先煊;

    温度形变场是个时间、空间等多因素耦合的复杂物理场,其对大体积混凝土结构产生形变的影响不容忽视.本文基于IBIS-L地形微变远程监测系统,研究某场地桩板墙大体积混凝土结构随温度变化的实时形变量;采用ANSYS数值模拟软件建立数值分析计算模型,计算因温度变化而引起的桩板墙形变量;对比实时监测微变与温度形变场数值模拟的结果,研究大体积混凝土桩板墙发生微变与温度形变场之间的相关性,为以后桩板墙的设计和防护提供理论依据.

    2015年05期 v.36;No.142 48-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 262K]
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  • 地下水位抬升对非湿陷地基变形的影响

    刘振红;张一;

    地下水位抬升后不仅影响地基土层有效应力的分布,除典型的湿陷变形外,非湿陷土因压缩性增大同样可在原有沉降变形的基础上产生附加变形.以某水库环境地质影响专题研究成果为基础,对比天然状态下与饱和状态下的不同土层固结试验成果,研究了地下水位抬升对地基变形参数的影响程度.以常见的建筑物荷载与基础类型为例,分别计算了粉细砂、粉土、粉质黏土地基的墙下条形基础和筏板基础在地下水位抬升后可能产生的附加变形量.计算结果表明:地下水位抬升对粉质黏土地基影响最大,其筏板基础的附加变形量可达46.53 mm,对建筑物安全将产生一定的影响,结果可为建筑物浸没判别标准提供依据.

    2015年05期 v.36;No.142 52-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 190K]
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  • 雁洲水闸淤泥地基处理

    郭红亮;朱世洪;龚春蕾;

    雁洲水闸坐落在第四系海陆交互相沉积(Qmc)的深厚淤泥上,这种软土地基土体强度低、压缩变形大、地震条件下可能产生震陷,淤泥下及其内夹砂壤土层还存在饱和砂土液化问题,需要进行地基处理,以提高地基承载力、减小沉降量、消除砂土液化和震陷,提高闸室抗滑稳定性.经地基处理方案比选,选择了水泥土搅拌桩方案,采用格栅式布置,置换率约30.2%,桩长12 m,桩径600 mm,桩体28 d抗压强度值不小于1.3 MPa.施工完成的搅拌桩质量检测全部合格,可为类似地基的处理提供参考.

    2015年05期 v.36;No.142 56-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 278K]
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  • 黄河上游某水电站Ⅱ号变形体底滑面强度的参数选取及论证

    王启鸿;贾九名;常兴兵;贾新会;

    软弱层带强度参数是水电工程设计中十分重要的参数,对建筑物稳定、边坡稳定的评价和宏观把握以及加固处理工程量具有重要意义.但是,目前国内外对该参数的研究进展不大,没有任何一种方法被公认可以合理、可靠地获取该参数,只能通过尽可能多的试验去获得一系列的试验数据,掌握试验过程情况,再通过整理分析这些数据,找出参数变化的规律性、趋势性.通过分析各试验的成果,在对地质环境、结构面物理力学性状总体把握的基础上,给出工程区各类软弱结构面的力学参数.以黄河上游某水电站Ⅱ号变形体控制性底滑面为工程实例,分析由各试验方法得到的成果,并给出该强度参数较为合理的建议值.该论证选取方法可供同类工程借鉴.

    2015年05期 v.36;No.142 62-66+88页 [查看摘要][在线阅读][下载 285K]
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  • 基于GEO-Slope/W的土质高边坡稳定性分析

    李风增;

    GEO-Slope/W软件可综合考虑地下水、土体裂缝、坡顶堆载等因素,能够对复杂土层、任意滑动面形状及多种孔隙水压力状况建立二维计算模型分析边坡的稳定性.本文以河南航空港区某一老旧办公区域的土质高边坡为例,通过对任意形状滑动面的计算假设,设定滑动坡面为自由边界、底部为固定约束边界、四周为自由边界来建立滑坡计算模型,选取两个典型边坡剖面,分析其在自然状态和饱和状态下的最危险滑动面、对应滑动圆心以及相应的最小稳定安全系数.结果表明:边坡在饱和状态下的稳定系数比自然状态下的降低了0.10~0.11,验证了含水量的增加对土质边坡的稳定性影响较大的结论;模拟分析得典型坡面的最大稳定系数为0.84,远小于滑坡允许稳定系数1.2~1.3,说明该边坡处于极不稳定状态,与现场勘查情况相吻合.另外,提出采用混凝土挡墙加喷锚支护提高土体抗滑力,防止雨水对坡体的浸润破坏;或用削坡、人工植草、浆砌石防护坡脚等措施来减轻坡体荷载,保持边坡稳定.

    2015年05期 v.36;No.142 67-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 198K]
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  • 综合勘测方法在城市人防工程地质勘查中的应用

    王迎霜;苏志军;

    城市地质灾害是城市发展中的安全隐患,常见的有地面塌陷、不均匀沉降等,在工程建设及城市地质灾害防治中运用综合勘测方法对其进行有效的勘测是解决问题的关键途径.以郑州市某居民小区地下防空洞引发地面塌陷灾害的勘查为例,进行了城市地质环境调查、工程测量、工程钻探、室内土工试验,并结合工程物探等综合勘测方法的运用,同时采用有限差分软件FLAC对该地下防空洞顶板完整和破坏两种情况进行数值模拟,分析地面塌陷的成因.结果表明:在防空洞顶板完整的情况下,地面最大竖向位移为5 cm,防空洞在顶板完整的情况下对地面的沉降变形影响不大;在防空洞顶板破坏的情况下,地面最大竖向位移为45 cm,与现状调查情况相吻合;防空洞变形破坏后,加大了地基不均匀沉降,存在安全隐患,必须采取治理及防护措施.

    2015年05期 v.36;No.142 71-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 287K]
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  • 新建盾构隧道下穿施工对既有矿山法隧道的影响

    刘欢;韩娟;

    考虑时空效应的新建盾构隧道下穿既有矿山法隧道的特征计算,对相关工程风险控制研究有着重要意义.以郑州地铁1号线二期区间新建盾构隧道下穿既有出、入段线矿山法隧道为例,应用有限差分软件,对盾构施工所引起的土体沉降和既有矿山法隧道内力变化进行数值模拟分析.结果表明:新建盾构隧道施工完成后,隧道围岩产生非均匀分布的位移,既有出、入段线矿山法隧道上、下土体的最大沉降量为11.51 mm,既有矿山法隧道衬砌结构内力变化不大.

    2015年05期 v.36;No.142 76-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 586K]
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  • 渭河陕西段氨氮污染物时空特征分析

    孙占超;钱会;孟祥仪;

    渭河污染主要是由城镇生活污水和垃圾、工业废水、过量使用化肥造成的,其中氨氮污染与人类生活息息相关.利用渭河上3个水文监测站的常规水质、水量监测数据,对陕西省境内的渭河流域进行氨氮污染物时空特征分析.结果表明:氨氮平均浓度在空间上呈现的规律为中游>下游>上游;在时间上呈现的规律为枯水期>平水期>丰水期.所得结论为更好地治理渭河提供了基础资料和方法.

    2015年05期 v.36;No.142 81-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 88K]
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  • HJXK-1型超长边坡渠道削坡开槽机的研制

    郝用兴;张明慧;马子领;马少丹;宋利辉;

    为了改善南水北调工程中削坡开槽施工工艺的质量和效率,采用理论分析和计算机仿真的手段,研制了一种HJXK-1型超长边坡渠道削坡开槽机.该机由桁架、大车行走系统、边坡调整系统、切削系统、切削行走机构和控制室等组成,可实现削坡开槽一体化作业.根据其结构组成和工作原理,运用Pro/E建立了其三维模型,并进行了运动仿真.仿真结果表明:该机器各机构的运动力学参数适宜,可以实现削坡开槽的一体化作业;该机器在实际的施工过程中取得了良好的经济效益和社会效益,对改进水利工程边坡的施工工艺具有重要意义.

    2015年05期 v.36;No.142 84-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 353K]
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  • 基于AutoLISP的带式输送机中间架生产图图库的开发技术研究

    韩素兰;郭术义;赵俊龙;袁丽娟;

    DTⅡ(K)型带式输送机是通用型系列产品,设计时按部件系列进行设计,根据地形和输送距离等情况的不同,机架部分的中间架有直型、凸弧型和凹弧型3种,种类有标准长度和非标准长度.为提高设计效率,针对带式输送机中间架生产图,运用Auto LISP语言对Auto CAD进行二次开发,根据不同的形式、种类,通过相应对话框,在确定带宽后,通过编制好的程序,输入相应参数,生成不同形式、不同种类的中间架等部件的生产图,实现中间架生产图的参数化设计.

    2015年05期 v.36;No.142 89-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 131K]
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