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不同截面形状柱状节理岩体真三轴渗流特性研究

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岩土工程学报 2024年

作者：牛子豪朱珍德阙相成谢兴华靳锴南京水利科学研究院岩土工程研究所浙江华东岩土勘察设计研究院有限公司河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司

随着以金沙江白鹤滩为代表的重大水电工程建设实践，掌握高围压、高水压为代表的复杂应力环境下工程岩体的力学及渗透性特征具有重要意义。以坝基岩体柱状节理玄武岩为研究对象，依据现场勘测数据及柱状节理岩体结构特征，制备了具有不... 详细信息

随着以金沙江白鹤滩为代表的重大水电工程建设实践，掌握高围压、高水压为代表的复杂应力环境下工程岩体的力学及渗透性特征具有重要意义。以坝基岩体柱状节理玄武岩为研究对象，依据现场勘测数据及柱状节理岩体结构特征，制备了具有不同倾角β的四棱柱、六棱柱两种柱状节理相似材料模型试样，进一步开展真三轴应力-渗流耦合试验，试验结果表明：不同截面特征的柱状节理岩体均具有较强的渗透各向异性，不同加载阶段下的渗透系数k与β呈正相关性；在真三轴加载过程中，试样体积应变εV可作为k的有效表征参数，在体积压缩阶段k呈现较低水平，体积扩容阶段呈现快速增长趋势。试样最终破坏模式表现出三种典型形态，最危破坏模式为以节理面剪切滑移破坏为主的结构性破坏，主要出现于β=45°,60°试样中，因此在隧洞围岩及坝基岩体施工设计中应加强对该类岩体的侧向支护。

关键词：柱状节理真三轴应力-渗流耦合各向异性破坏模式

平原河网地区全库盆土工膜防渗水库膜下排水减压分析

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水利水运工程学报 2024年

作者：卢斌谭海劲张宝森何妙妙张宇谢兴华南京水利科学研究院水利部堤防安全与病害防治工程技术研究中心广东省水利电力勘测设计研究院苏州市吴中区水务局

平原河网地区地下水与河道联系紧密，在地质条件较差或有隔污等要求时建库，常采用全库盆土工膜防渗方案。为了满足土工膜抗浮稳定及防止气胀等问题，通过膜下布设排水管网进行排水减压。依托某引调水工程全库盆土工膜防渗平原水库，采... 详细信息

平原河网地区地下水与河道联系紧密，在地质条件较差或有隔污等要求时建库，常采用全库盆土工膜防渗方案。为了满足土工膜抗浮稳定及防止气胀等问题，通过膜下布设排水管网进行排水减压。依托某引调水工程全库盆土工膜防渗平原水库，采用多孔介质渗流和管道流耦合的地下水流模拟方法，模拟复杂排水管网和库区岩土体共同作用的复合渗流场。通过对比不同排水方案、土层渗透性能等条件下的渗透压力分布表明，正交管网闭合小区内膜下渗透压力从小区中心向四周排水管逐渐降低，闭合小区内减压效果明显，坝脚位置膜下渗透压力明显高于库内区域，需增设坝脚排水管。淤泥质粉细砂层渗透性对膜下渗透压力影响较大，水库低水位运行期间应加强对膜下渗透压力的监测。研究结果可为平原河网地区全库盆土工膜防渗水库工程的渗控设计和安全运行提供参考。

关键词：平原水库土工膜全库盆防渗渗透压力排水减压

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多组分铝热剂神经网络预测研究

佳木斯大学学报（自然科学版） 2024年第7期42卷 60-62页

作者：谢兴华杨永福安徽理工大学化工与爆破学院安徽淮南232001

近年来各种添加剂开始用于改良铝热剂的性能,包括金属粉无机物及有机物等,这些物质的加入使其性能的预测变得困难。针对这些困难,本文采取纯数据驱动方式,使用BP神经网络进行预测。BP神经网络是一种强大的非线性建模工具,利用BP神经网... 详细信息

近年来各种添加剂开始用于改良铝热剂的性能,包括金属粉无机物及有机物等,这些物质的加入使其性能的预测变得困难。针对这些困难,本文采取纯数据驱动方式,使用BP神经网络进行预测。BP神经网络是一种强大的非线性建模工具,利用BP神经网络对不同配比的复合铝热剂进行反应温度的预测研究。通过将铝粉,三氧化二铁,二氧化硅,硝酸钾以不同用量进行了81次实验,将各组分含量作为BP神经网络输入,对应的温度时间图像作为BP神经网络的输出,对模型进行训练与评估,旨在通过已知反应物配比的性能来预测未知配比的性能。该模型平均绝对误差(MAE)为212.5℃,这个误差在可接受的范围内,表明该方法对工程实践有一定的参考价值。

关键词：神经网络铝热剂性能预测

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不同粒径的高能燃烧剂的能量分析

河南城建学院学报 2024年第2期33卷 96-102页

作者：王汉新谢兴华安徽理工大学化工与爆破学院安徽淮南232001

制备9组不同粒径组合的铝粉和硼粉高能燃烧剂,利用红外热成像、水下爆炸、爆速测量与扫描电镜实验等方法,探究了粒径差异对高能燃烧剂能量特性的影响。结果表明:铝粉粒径1μm与硼粉粒径500 nm组合时,燃烧峰值温度最高,达到1310.9℃。在... 详细信息

制备9组不同粒径组合的铝粉和硼粉高能燃烧剂,利用红外热成像、水下爆炸、爆速测量与扫描电镜实验等方法,探究了粒径差异对高能燃烧剂能量特性的影响。结果表明:铝粉粒径1μm与硼粉粒径500 nm组合时,燃烧峰值温度最高,达到1310.9℃。在该粒径组合下,水下爆炸的峰值压力亦达到最大,为0.476 MPa。此外,该粒径组合还实现了最高爆速,为431 m/s。电镜扫描发现,由1μm铝粉、500 nm硼粉与硝酸钾制成的高能燃烧剂经过超声震荡后整体分散比较均匀,但存在些许团聚现象。研究结果有助于优化高能燃烧剂的配方设计。

关键词：高能燃烧剂不同粒径红外热成像水下爆炸爆速扫描电镜

基于HEC-RAS的沥青混凝土心墙坝溃坝洪水过程模拟分析

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水利规划与设计 2024年第3期 98-104页

作者：白明龙张永红李正原卢斌谢兴华南京水利科学研究院江苏南京210029 中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司北京100024

大坝溃口发展过程模拟是开展溃坝洪水分析的基础,不同坝型溃口发展过程不同,溃口流量(下泄洪水)过程差异很大。文章通过对某水电站沥青混凝土心墙坝溃口形式的研究,采用HEC-RAS(Hydrologic Engineering Centers-River Analysis System)... 详细信息

大坝溃口发展过程模拟是开展溃坝洪水分析的基础,不同坝型溃口发展过程不同,溃口流量(下泄洪水)过程差异很大。文章通过对某水电站沥青混凝土心墙坝溃口形式的研究,采用HEC-RAS(Hydrologic Engineering Centers-River Analysis System)软件进行溃坝洪水模拟,旨在探讨沥青混凝土心墙坝在水库溃坝风险中的关键因素,着重考虑沥青混凝土心墙对溃口发展的影响。结果显示,初始运行水位、洪峰流量的重现期、溃坝历时及泄水建筑的泄流方式对溃口流量产生显著影响。研究成果为未来水利工程的安全可靠建设提供了科学依据。

关键词： HEC-RAS 沥青混凝土心墙坝溃坝风险分析水库工程安全

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拱梁组合桥梁芯形区域施工受力特性研究

湖南城市学院学报（自然科学版） 2024年第2期33卷 12-17页

作者：曹晔李星新谢兴华蔡巧中铁四局集团有限公司合肥230041 湖南城市学院土木工程学院湖南益阳413000 湖南未来桥科技有限公司长沙410029

以拱梁组合桥梁芯形区域为研究对象,开展了该区域施工过程中的受力分析及圆盘式盘扣支架在竖向和水平不平衡荷载作用下的强度和稳定性分析,并针对芯形区域结构受力存在开裂的安全隐患这一问题,提出了增设临时拉索与圆盘式盘扣支架进行... 详细信息

以拱梁组合桥梁芯形区域为研究对象,开展了该区域施工过程中的受力分析及圆盘式盘扣支架在竖向和水平不平衡荷载作用下的强度和稳定性分析,并针对芯形区域结构受力存在开裂的安全隐患这一问题,提出了增设临时拉索与圆盘式盘扣支架进行芯形区域施工的组合方案。研究结果表明:1)增加临时拉索能有效减小芯形区域上翼缘拉应力,改善上翼缘受力状态防止区域下部开裂;2)圆盘式盘扣支架与临时拉索组合施工,其中临时拉索可调节盘扣支架支撑下的区域施工应力及变形分布,其影响效果显著,且组合方案施工下的稳定性、强度及变形均在合理范围内。

关键词：拱梁组合桥芯形区域受力特性盘扣支架临时拉索

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废弃生物质破岩燃烧剂的性能研究

河南城建学院学报 2024年第2期33卷 89-95页

作者：朱茂林谢兴华谢强王汉新安徽理工大学化工与爆破学院安徽淮南232001

为探究废弃生物质在破岩燃烧剂中替代部分铝粉的可行性,对废弃生物质破岩燃烧剂进行了对外做功能力与热分解性能研究。采用弹道抛掷法进行对外做功能力测试,利用DTA-TG技术对废弃生物质破岩燃烧剂进行热分解特性分析。结果表明,当废弃... 详细信息

为探究废弃生物质在破岩燃烧剂中替代部分铝粉的可行性,对废弃生物质破岩燃烧剂进行了对外做功能力与热分解性能研究。采用弹道抛掷法进行对外做功能力测试,利用DTA-TG技术对废弃生物质破岩燃烧剂进行热分解特性分析。结果表明,当废弃花生壳替代铝粉用量为30%时,其对外做功能力达到52.6 J·g^(-1),较未替代前增加59%。随着温度的升高,生物质先发生热解,随后KNO_(3)与铝粉和废弃生物质发生反应,最后KNO_(3)与生物质热解产生的焦炭发生反应。废弃生物质的加入可提高破岩燃烧剂的做功能力,其中热值最高的花生壳使其做功能力提升最大,且更加钝感,起始分解温度增加6.7℃,既提高了破岩燃烧剂的安全性,又降低了成本。

关键词：破岩燃烧剂废弃生物质弹道抛掷花生壳

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炸药爆炸作用对煤基固废中煤矸石的破碎研究

工程爆破 2024年第1期30卷 59-65,73页

作者：谢强李梁伟谢兴华王子陈登红朱茂林王汉新杨永福李慧合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室) 合肥230031 安徽理工大学化工与爆破学院安徽淮南232001

为了满足快速破碎煤基固废中大量大颗粒煤矸石的要求,利用炸药爆炸破碎方式,设计了敞口与近似密闭条件下的破碎装置,从理论与实验方面分别进行了炸药爆炸作用对煤基固废中煤矸石的破碎研究。结果表明,采用炸药爆炸产生的冲击波对煤基固... 详细信息

为了满足快速破碎煤基固废中大量大颗粒煤矸石的要求,利用炸药爆炸破碎方式,设计了敞口与近似密闭条件下的破碎装置,从理论与实验方面分别进行了炸药爆炸作用对煤基固废中煤矸石的破碎研究。结果表明,采用炸药爆炸产生的冲击波对煤基固废中大颗粒煤矸石进行破碎时,由于冲击波反射破坏作用,煤矸石的破碎过程起始于外部层裂或崩落。此外,与敞口体系相比,近似密闭条件可有效提升煤矸石的破碎效果。若进一步扩大破碎装置中的煤矸石装填量,增加破碎所需的爆破药剂用量,有望大幅提升煤矸石的快速破碎能力。

关键词：煤基固废煤矸石炸药爆炸破碎效果绿色充填

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普通混凝土与轻集料混凝土的受压动力性能

建筑材料学报 2018年第3期21卷 376-381页

作者：孙雪谢兴华金陵科技学院建筑工程学院江苏南京211169 南京水利科学研究院江苏南京210029

为探究混凝土结构的动力特性,对轻集料混凝土与普通混凝土进行了10种应变率下的单轴受压动力性能试验,得到了2种混凝土应力-应变曲线及不同工况下的破坏形态特征.根据试验所得应力-应变曲线提取试件的峰值应力、峰值应变和弹性模量,同... 详细信息

为探究混凝土结构的动力特性,对轻集料混凝土与普通混凝土进行了10种应变率下的单轴受压动力性能试验,得到了2种混凝土应力-应变曲线及不同工况下的破坏形态特征.根据试验所得应力-应变曲线提取试件的峰值应力、峰值应变和弹性模量,同时对不同加载工况下试件破坏形态进行动力特征对比分析.结果表明:静动力应变率下普通混凝土的破坏形态主要是黏结材料破坏,而轻集料混凝土的破坏形态主要是轻骨料剪切破坏;随着应变率的提高,2种混凝土峰值应力、弹性模量均有明显提高,但轻集料混凝土较普通混凝土受加载应变率的动力影响更为明显;普通混凝土、轻集料混凝土峰值应变随应变率变化较小但其离散性较大.同时根据试验结果建立了普通混凝土与轻集料混凝土的应变率与峰值应力、弹性模量的关系公式,峰值应力和弹性模量经无量纲化处理后的值与相对应变率的对数值成线性关系.

关键词：普通混凝土轻集料混凝土单轴受压动力性能