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期刊信息/Journal information
人民长江
水利部长江水利委员会
人民长江

水利部长江水利委员会

魏山忠

半月刊

1001-4179

rmcjzz@cjw.com.cn；rmcjzz@yahoo.com.cn

027-82828680;82828682

430010

武汉市解放大道1863号

人民长江/Journal Yangtze River北大核心CSTPCD
查看更多>>本杂志是经国家科委批准、水利部长江水利委员会主办、国内外公开发行的水利水电综合性技术月刊，按刊登内容设置有水文、地质、勘测、科研、规划、设计、施工、基础处理、机电、水资源保护、水利经济、水政管理、泥沙研究、河道整治、农田水利、水土保持、水库移民、工程监理、安全监测、运行管理、三峡工程研讨、出国考察、国外科技、科技动态等栏目。
正式出版
收录年代

    越江泥水平衡盾构仓内水平冻结温度场研究

    石湛章铁军李美香伯音...
    157-165页
    查看更多>>摘要：人工冻结技术可以短期提升地层稳定性并隔绝地下水,是在江底构建临时盾构检修环境的有效方法,而已有研究成果尚无法对冻结施工过程的评价提供参考.依托南京市新济洲越江供水廊道工程,研究了盾构泥水仓内形成冻土过程中温度分布特征及影响规律.结果表明:通过盾构工作面的接力换热装置,可将地面低温盐水以较小循环压力输入冻结管,从而降低冻结管内盐水渗漏风险,在稳定冻结阶段工作面盐水温度较地面温度偏高约2.5℃;施工过程中冻结管端头温度的变化过程基本一致,但受到冻结管周围地层吸热能力差别的影响,间距较大位置的冻结管端头温度偏高约1℃;盾构结构钢材导热性能和散热系数的差别会影响冷量传递过程,造成盾构刀盘周围位置的冻土温度偏低3℃左右,而盾构面板的散热导致相应位置的冻土温度偏高约4℃;在水平冻结管最大布置间距3.12 m的条件下,冻结80d时可将盾构泥水仓全部冻实,从而具备打开盾构泥水仓进行盾构应急检修的施工条件.

    富水地层泥水平衡盾构冻结温度场越江供水廊道工程

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    复杂地质条件下超深竖井的渗控措施及效果分析

    崔皓东周宁井向阳汪啸...
    166-172,181页
    查看更多>>摘要：富水区复杂地质条件下超深竖井工程施工期安全风险大,合理的渗控措施对保障超深竖井基坑施工期安全至关重要.以深圳市罗田水库—铁岗水库隧道工程超深竖井为例,通过构建超深竖井基坑三维渗流有限元模型,揭示了基坑开挖过程中断层破碎带和地连墙完整性等因素对渗流场的影响规律,并评估了竖井渗漏量及其渗透稳定性等.结果表明:①如不设地连墙,竖井开挖到底时渗流量高达4 018 m3/d,且对周边区域地下水有明显影响,影响范围大于100 m.②设置高喷式地连墙的渗控效果显著,分步开挖过程中覆盖层没有渗透稳定问题,浇筑底板后渗漏量可降至10 m3/d以下,同时地连墙也起到隔离区域地下水的作用,竖井周边未形成降水漏斗,地下水位基本没有变化.③若地连墙完整性出现问题其渗透系数增大一个量级时,相应的渗漏量可能增大2 倍以上.④断层性态对竖井渗漏量也有一定影响,断层充填物渗透系数由10-4 cm/s增大至10-3～10-2 cm/s,渗漏量将增大12～80 倍.对于超深竖井,特别是在地质情况复杂、有断层通过的部位,应高度重视竖井地连墙施工质量,保证墙体接头部位的防渗效果,以满足竖井渗流安全要求.研究成果可为超深竖井基坑渗控设计和施工提供依据.

    超深竖井渗流断层破碎带地连墙罗田水库—铁岗水库

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    水工隧洞组合衬砌结构开裂特性研究

    王汉辉王博士张存慧徐振东...
    173-181页
    查看更多>>摘要：为研究铺设排水板的水工隧洞组合衬砌结构开裂特性,从结构变形协调的角度推导了多层厚壁圆筒模型理论公式.以珠江三角洲水资源配置工程某水工隧洞为依托,对无排水板铺设方案和全排水板铺设方案下组合衬砌进行受力分析;基于有限元软件LUSAS建立数值计算模型,采用塑性损伤多裂缝混凝土本构模型,探究排水板局部铺设下组合衬砌钢管变形和应力演化特征以及自密实混凝土的开裂特性.结果表明:无排水板方案下钢管只承载较小比例的内水压,全排水板方案下钢管承载约1/3 的内水压,此时自密实混凝土均已达到开裂水平;开裂非线性分析表明,在自密实混凝土损伤开裂后钢管位移最大值位于腰部下侧靠近排水板末端,排水板铺设区域钢管应力达到屈服强度的1/3,未充分发挥承载能力;自密实混凝土裂缝发育大致表现为弹性阶段、起裂阶段、拓展阶段、波动阶段等4 个阶段,新的表面裂缝产生后会迅速贯穿、拓展,并造成周围相邻两条裂缝轻微闭合,贯穿裂缝主要位于排水板铺设区域.研究成果可为组合衬砌结构优化设计提供参考.

    水工隧洞组合衬砌排水板开裂特性裂缝宽度

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    铺设排水板的水工隧洞组合衬砌受力特性研究

    张传健王博士张存慧陶军...
    182-189,196页
    查看更多>>摘要：为研究铺设排水板的水工隧洞组合衬砌结构受力特性,基于有限元软件ABAQUS建立围岩-组合衬砌整体三维数值模型,考虑围岩的约束作用、结构交界面接触非线性和自密实混凝土开裂非线性,研究内水压作用下组合衬砌钢管、自密实混凝土、管片、螺栓等结构的受力特征以及排水板材料属性对组合衬砌结构承载性能的影响.研究结果表明:衬砌充水运行时,钢管发生"横椭圆"膨胀变形,整体出现上抬趋势,排水板端部钢管处于弯剪受力状态,整体应力水平较低;自密实混凝土在排水板端部开裂后发生错动,环向分布多条贯穿裂缝;管片变形主要发生在无排水板铺设区域,环向以受拉为主,而环向螺栓有较大的安全裕度;排水板材料属性对组合衬砌承载性能影响显著,随着其弹性模量略微增加,钢管各部位内水压承载比明显降低,自密实混凝土底部发生开裂,管片环向拉应力持续增大,组合衬砌出现整体联合承载趋势,对管片受力较为不利,后期优化设计应以控制排水板弹性模量为主,建议其弹性模量取值不超过10 MPa,以保证衬砌结构安全运行.研究成果可为水工隧洞组合衬砌结构设计提供参考.

    水工隧洞组合衬砌排水板受力特性安全裕度

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    高温间歇对碾压混凝土坝施工期温控防裂影响研究

    郑文勇颉志强
    190-196页
    查看更多>>摘要：中国东部沿海地区夏季温度高,该类地区的碾压混凝土坝工程在施工期往往会设置高温间歇,但目前设置高温间歇主要依赖经验,缺少相关定量分析.依托福建省霍口水库工程,以有限元仿真分析为手段,对比分析了高温间歇对该碾压混凝土坝施工期温度、应力的影响.分析结果表明:夏季高温季节连续施工,会造成坝体基础温差与内外温差过大,存在开裂风险;与连续施工相比,设置高温间歇能显著降低碾压混凝土坝表面和内部的后期开裂风险,但复工后浇筑的混凝土仍然需要采取通水冷却措施进行降温,以避免开裂.研究成果可为碾压混凝土在施工期设置高温间歇提供科学依据和参考.

    碾压混凝土高温间歇温控防裂岸坡坝段温度应力霍口水库工程

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    考虑损伤效应的隧道二维渗流场解析及涌水量预测

    高启程姜启武陈志杰赖鹏安...
    197-204,211页
    查看更多>>摘要：隧道圆周面涌水量是隧道工程的重要参数,以往研究未考虑隧道开挖损伤因素对渗流场的影响,而隧道施工会对围岩造成一定程度的损伤.考虑隧道开挖损伤的影响,推导了径向未注浆、径向欠注浆及径向完全注浆3 种不同径向注浆型式下的隧道二维渗流场理论解析解,而后对隧道渗流场理论解析研究中常用的两种等代圆方法在矩形隧道中的适用性展开了探讨,并对隧道圆周面涌水量及衬砌外水压力的径向注浆参数展开敏感性分析,最后将隧道二维渗流场理论解析解与数值解对比.结果表明:隧道二维渗流计算模型能较好地反映隧道圆周面的涌水量;开挖损伤对隧道圆周面涌水量有着较为显著的影响,对初支施作前的影响最大,对二衬施作后的影响程度最小;当径向注浆相对渗透系数km/kg 达到100,径向注浆相对厚度dg 达到1.0 倍的隧道内径r0 时,继续增大km/kg 或dg/r0 对降低隧道圆周面涌水量Q和拱顶衬砌外水压力p的效益将不再明显.研究成果可为不良地质岩层隧道的径向注浆设计提供一定的理论指导.

    隧道二维渗流场解析解涌水量等效周长法等效面积法

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    水工隧洞渗流场解析求解方法比较研究

    陆进彬李少龙崔皓东宋萌...
    205-211页
    查看更多>>摘要：隧洞渗流量和衬砌外水压力是水工隧洞防排水设计和衬砌设计的重要参数,选取合理的渗流场计算方法对于计算结果的准确性至关重要.采用三种解析方法即竖井法、镜像法和保角变换法在一致的简化条件和坐标系下求解考虑围岩-灌浆圈-衬砌复合系统的富水地层水工隧洞渗流场,结合松林隧洞讨论了地下水作用水头、灌浆圈渗透性及厚度、衬砌渗透性等因素对隧洞渗流量和衬砌外水压力的影响,并通过与数值解比较分析了三种解析方法的差异.研究结果表明:竖井法与镜像法、保角变换法的差异主要是源于对围岩渗流场求解机理的不同,解析解对毛洞渗流量的预测结果大于数值解,主要原因之一是解析解没有考虑地下水位下降的影响;对于围岩-灌浆圈-衬砌复合系统的隧洞渗流量和衬砌外水压力,三种解析解与数值解的相对误差均小于10%;增加灌浆圈厚度或减小灌浆圈渗透性可有效降低隧洞渗流量及衬砌外水压力.研究成果可为富水地层水工隧洞渗流场预测分析提供参考.

    水工隧洞外水压力渗流量解析解灌浆圈竖井法镜像法保角变换法

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    水斗式水轮机喷射机构水力性能研究

    胡宗邱刘洁邓海峰杜清玭...
    212-217,231页
    查看更多>>摘要：水斗式水轮机喷射机构的主要作用是将水流的压力能转换为动能并形成高速射流,高速射流的质量直接影响着水斗式水轮机的能量转化效率.采用无网格运动粒子流方法对不同喷针开度下水轮机喷射机构的流量特性、喷针尖受力特性以及喷嘴出口射流流态分布特征等进行数值模拟研究.研究结果表明:随着喷针开度的增加,喷嘴出口流量逐渐增大,其增长率逐渐减小,喷针尖所受水推力逐渐增大;喷嘴出口射流自由液面逐渐出现发散现象,其表面变得不光滑.这与水力模型试验结果是相符的,验证了该方法的有效性,同时给水斗式水轮机的水力设计者提供了新思路.该方法可大大提高水力优化设计效率,具有一定的工程应用价值.

    水斗式水轮机喷射机构运动粒子流水力性能

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    均质土堤漫溢溃决机理试验研究

    黄卫魏红艳史德亮段文刚...
    218-224页
    查看更多>>摘要：为研究堤防漫溢溃决机理及溃决影响因素作用规律,考虑河道来流量、堤高以及诱导溃口宽度3 个影响因素,开展了5 组均质土堤大尺度漫溢溃决试验.通过试验研究发现,溃口发展过程可分为初期较快发展期、中间快速增长期、后期缓慢增长期和稳定期4 个阶段.研究表明:在第1 个阶段存在陡坎侵蚀现象,峰值溃决流量则出现在第2 个阶段;初始诱导溃口较宽时,第1 个阶段溃口无明显扩宽;溃决过程中,溃口附近水位及水流不对称,进而导致溃口上下游侧均呈左右不对称发展;来流量和堤顶高程的增加均使得溃决峰值流量增大,而初始溃口宽度的增大则导致溃决初期坡面冲刷形态发生变化;来流量较大时,溃口初期扩宽速度较大.初始溃口宽度越窄,溃口平均扩宽速度越大.研究成果可为堤防建设与防汛抢险提供参考.

    堤防溃决漫顶水流溃决机理物理试验

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    波浪作用下鱼巢型护岸近侧水体动力响应研究

    应杭彤蒋茗韬张媛娇林喜荣...
    225-231页
    查看更多>>摘要：鱼巢型生态护岸可增加岸坡的稳定性、抗冲性,并营造良好的河流生态景观,是当下内河航道常用的护岸形式,而研究波浪作用下鱼巢型护岸近侧水体的动力响应,对护岸工程的设计优化具有重要意义.通过数值模拟与水槽试验相结合的方法,针对不同波况(波高、波角)下鱼巢型护岸所受波浪冲击的变化规律及其周边水体的动压及应力响应特征展开了研究.结果表明:波浪作用下,波高及波角的变化对护岸垂向动压分布形态影响较小;不同波浪入射条件下,护岸侧动压峰值均出现在略低于静水位处(Z=-0.05 m);当入射波高较大时(H=0.10 m),护岸侧的动压整体变大,空腔处对波能的吸收更为明显;入射波角的增大(β=45°)会引起波能分散,使坡面动压峰值减弱.研究成果可为鱼巢型护岸在内河航道防护中的应用提供理论参考.

    鱼巢型护岸波浪作用动力响应水槽试验数值模拟内河航道

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