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Variations in the effective and bankfull discharge for suspended sediment transport due to dam construction

Frontiers of Earth Science 2022年第2期16卷 446-464页

作者： Fan CHEN Li CHEN Wei zhang Jing YUAN kanghe zhang State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science Wuhan UniversityWuhan 430072China Changjiang Institute of Survey PlanningDesign and ResearchWuhan 430010China Bureau of Hydrology Changjiang Water Resources CommissionWuhan 430010China

A varied class method is applied to calculate the effective discharges and their variations after the Three Gorges Dam(TGD)construction based on the mean daily flow discharge and suspended sediment concentration field data from 1981 to *** comparison,the bankfull discharges are also determined according to the cross-section profiles and flow discharge-stage *** results show that a bimodal effective discharge curve usually exists at the fixed sites,which generates two effective discharges(Q_(e1) and Q_(e2))within the moderate flow *** the quasi-equilibrium circumstances of the pre-dam period,effective discharges are closely related to the mean annual runoff,with a narrow range of regional variations in occurrence *** analyses draw the conclusion that the relatively higher unsaturation degrees of the pre-dam effective discharges caused by dam interception and riverbed coarsening are the primary cause of the increase in effective discharges from Yichang to Shashi,while the more frequent low and medium discharges due to flow regulation drive the decrease in effective discharges from Jianli to *** slightly elevated flood levels and descending bankfull levels collaboratively result in the decrease of bankfull discharges from Yichang to Shashi,while the lowered bed elevation causes the increase in bankfull discharges from Luoshan to ***,the bankfull discharge in the Middle and Lower Yangtze River is larger than effective discharge and approaches the 1.5-year recurrence interval discharge.

关键词： effective discharge bankfull discharge unsaturation degree flow-sediment regimes Middle and Lower Yangtze River Three Gorges Dam

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长江三峡水库坝下游荆江段断面形态冲刷调整成因分析

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工程科学与技术 2023年第1期55卷 279-286页

作者：陈立余博闻许全喜何小花张康贺房复康武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072 长江水利委员会水文局湖北武汉430010 湖北省水利水电规划勘测设计院湖北武汉430064

长江三峡水库建成后,下游河段将发生长时间累积性的冲刷。由于边界条件的不同,不同河型河槽断面形态的冲刷调整特点存在差异。本文基于2003—2018年长江三峡水库坝下游荆江段实测河道断面形态资料,选取典型顺直河型、弯曲河型和分汊河... 详细信息

长江三峡水库建成后,下游河段将发生长时间累积性的冲刷。由于边界条件的不同,不同河型河槽断面形态的冲刷调整特点存在差异。本文基于2003—2018年长江三峡水库坝下游荆江段实测河道断面形态资料,选取典型顺直河型、弯曲河型和分汊河型的典型断面,计算断面宽、平均水深和宽深比等断面形态特征参数,分析不同河型断面形态冲刷调整的异同,并探讨其成因。主要发现:1)不同河型的断面形态调整存在一致性和差异性。不同河型的平滩河槽断面总体向窄深化方向发展;顺直河型、分汊河型的枯水河槽断面宽深比总体减小,断面亦向窄深化方向发展;而弯曲河型的枯水河槽断面宽深比以增大居多,即断面总体宽浅化。2)平滩河槽和枯水河槽断面宽深比调整差异主要受水流动力轴线摆动范围控制。顺直河型、分汊河型水流动力轴线摆动范围覆盖平滩河槽与枯水河槽,即冲刷集中于平滩河槽和枯水河槽,两者均呈现窄深化特征;弯曲河型水流动力轴线摆动范围位于平滩河槽内,却超出枯水河槽,汛期摆到凸岸边滩上并冲刷凸岸边滩,枯水河槽显著展宽,凹岸深槽淤积,断面向宽浅化方向发展,且初期凸岸边滩宽度越大,宽深比变化率越大。3)蓄水后水流动力横向摆动范围缩小且水流冲刷动力集中,宽浅河段受水流冲刷下切的影响更显著,加上宽浅河段的河床组成相对较细,抗冲性弱,导致蓄水前宽深比越大的断面,蓄水后宽深比变化幅度也越大。

关键词：荆江河段河型平滩河槽枯水河槽断面形态

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基于显著性分析的HOG快速船舶检测方法

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中国航海 2016年第1期39卷 69-73页

作者：元海文肖长诗文元桥周春辉张康贺邹雄武汉理工大学航运学院武汉430063 内河航运技术湖北省重点实验室武汉430063

为实现海事无人机在水上巡航过程中对船舶的检测,提出一种基于显著性分析的方向梯度直方图(Histograms of Oriented Gradient,HOG)快速检测方法。与大部分基于背景模型的运动检测算法不同,该方法主要利用快速的全局图像视觉显著性分析,... 详细信息

为实现海事无人机在水上巡航过程中对船舶的检测,提出一种基于显著性分析的方向梯度直方图(Histograms of Oriented Gradient,HOG)快速检测方法。与大部分基于背景模型的运动检测算法不同,该方法主要利用快速的全局图像视觉显著性分析,缩小检测范围和计算量,实现快速、可靠的船舶检测。首先,从对整幅图像的频谱分析出发研究通航水域环境的分布特点;其次,采用高斯差分算子(Difference of Gaussian,DoG)组合滤波的方式实现水面显著性特征的提取,即非水面与水面区域的分离;最后,采用自适应分割技术对滤波图像进行后处理,从而直观地展示图像非水面区域。此外,当图像中存在船舶之外的其他目标时,采取方向梯度直方图算子对该区域进行多尺度检测,从而实现船舶与其他目标的分离。试验结果表明,所提算法具有良好的有效性和实时性。

关键词：水路运输船舶检测频谱组合滤波 HOG 分类器

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Stress-controlled LCF experiments and ratcheting behaviour simulation of a nickel-based single crystal superalloy with [001] orientation

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Chinese Journal of Aeronautics 2021年第8期34卷 112-121页

作者： Bin zhang Rongqiao WANG Dianyin HU kanghe JIANG Jianxing MAO Fulei JING Xinyi HAO School of Energy Power EngineeringBeihang UniversityBeijing 100083China Beijing Key Laboratory of Aero-Engine Structure and Strength Beijing 100083China Research Institute of Aero-Engine Beihang UniversityBeijing 100083China Hunan Aviation Powerplant Research Institute Aero Engine(Group)Corporation of ChinaZhuzhou 412002China Aero Engine Academy of China Aero Engine(Group)Corporation of ChinaBeijing 101304China

Uniaxial ratcheting behaviour and low cycle fatigue(LCF)failure mechanism of nickel-based single crystal superalloy DD6 with[001]orientation are investigated through the stresscontrolled LCF tests with stress ratio *** the deformation behaviour during the wholelifetime from the beginning of the experiment to the fracture of the specimen,as well as the fractographic/metallographic morphology,are compared with the strain-controlled LCF experimental *** the scanning electron microscope(SEM)observations,it is shown that the failure characteristics under stress-controlled LCF loading are similar with those under strain-controlled ***,unlike strain-controlled LCF loading,even under fully reversed cycle loading for stress-controlled LCF,DD6 shows significant ratcheting behaviour due to the tensioncompression *** addition,the LCF lifetimes under stress control are significantly shorter than the LCF lifetimes under strain control,and the culprit might be the detrimental effect of ratcheting strain on LCF *** on these phenomena,an improved crystal plasticity constitutive model on the basis of slip-based Walker constitutive model is developed through modifying the kinematic hardening rule in order to overcome the inaccurate prediction of decelerating stageand stable stage of ratcheting ***,combining the continuum damage mechanics,a damage-coupled crystal plasticity constitutive model is proposed to reflect the damage behaviour of DD6 and the accelerating stage of ratcheting *** simulation results for the stress-controlled LCF deformation behaviour including the whole-lifetime ratcheting behaviour show good agreement with the experimental data.

关键词： Crystal plasticity constitutive model Low cycle fatigue Nickel-based single crystal superalloy Ratcheting behaviour Stress-controlled experiment

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镍基单晶高温合金DD6热机械疲劳试验

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航空动力学报 2018年第12期33卷 2965-2971页

作者：荆甫雷蒋康河张斌胡殿印王荣桥中国航空发动机集团有限公司中国航空发动机研究院北京101304 中国航空发动机集团有限公司湖南动力机械研究所湖南株洲412000 北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191

针对单晶气冷涡轮叶片的服役载荷特征,以镍基单晶高温合金DD6为对象,设计开展了薄壁圆管试样热机械疲劳(TMF)试验。结果表明:DD6变形响应呈现出明显的TMF棘轮效应,且与相位角、机械载荷水平等密切相关;在相同载荷条件下,同相(IP)TMF寿... 详细信息

针对单晶气冷涡轮叶片的服役载荷特征,以镍基单晶高温合金DD6为对象,设计开展了薄壁圆管试样热机械疲劳(TMF)试验。结果表明:DD6变形响应呈现出明显的TMF棘轮效应,且与相位角、机械载荷水平等密切相关;在相同载荷条件下,同相(IP)TMF寿命总是明显短于反相(OP)。引入高温保载时间或增大机械载荷均会引起棘轮应变的明显增加,缩短结构寿命。结合断口和纵向切片分析,识别了不同载荷条件下影响单晶寿命的关键损伤因素,其中IP TMF主导损伤机理为蠕变和疲劳,而OP TMF主导损伤机理为氧化和疲劳。

关键词：单晶高温合金热机械疲劳同相反相棘轮效应损伤

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考虑地下水位影响时桩的纵向振动特性研究

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岩石力学与工程学报 2006年第Z2期25卷 4215-4225页

作者：张智卿王奎华谢康和李强浙江大学岩土工程研究所浙江杭州310027 浙江海洋学院土木工程系浙江舟山316004

基于Bishop有效应力公式、单相流固结理论以及阻抗函数递推方法,研究考虑地下水位影响时双层土中桩的纵向振动特性。利用拉氏变换,在频域中求得桩顶复刚度和导纳函数的解析解。利用傅里叶逆变换,得到瞬态半正弦脉冲荷载作用下桩顶速度... 详细信息

基于Bishop有效应力公式、单相流固结理论以及阻抗函数递推方法,研究考虑地下水位影响时双层土中桩的纵向振动特性。利用拉氏变换,在频域中求得桩顶复刚度和导纳函数的解析解。利用傅里叶逆变换,得到瞬态半正弦脉冲荷载作用下桩顶速度时域响应的半解析解。通过数值计算,分析地下水位深度变化、上层非饱和土体饱和度变化对桩振动特性的影响。结果表明,地下水位埋深及上层非饱和土体饱和度对桩顶复刚度及导纳有一定的影响,而对延时较短的桩顶速度时域响应影响很小。因此,在桩的完整性测试中可以忽略地下水位的影响。

关键词：桩基工程地下水位非饱和土阻抗函数桩纵向振动

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动态地下水位变化引起的基坑底抗渗流稳定性计算新方法

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中南大学学报（自然科学版） 2019年第3期50卷 634-640页

作者：章丽莎应宏伟王迪谢康和浙江大学城市学院工程学院浙江杭州310015 浙江大学建筑工程学院滨海和城市岩土工程研究中心浙江杭州310058

针对地下水位动态变化条件下基坑工程的渗流稳定性问题,基于越流理论,给出基坑底靠近支护结构处的出逸比降解析解答,提出考虑非稳定渗流的基坑底抗渗流稳定性简化计算方法。通过算例计算,进行出逸比降的解析解正确性验证和影响因素分析... 详细信息

针对地下水位动态变化条件下基坑工程的渗流稳定性问题,基于越流理论,给出基坑底靠近支护结构处的出逸比降解析解答,提出考虑非稳定渗流的基坑底抗渗流稳定性简化计算方法。通过算例计算,进行出逸比降的解析解正确性验证和影响因素分析,并将该方法应用于工程案例。研究结果表明:当基坑土体渗透系数较大时,考虑非稳定渗流的出逸比降解析解答与传统稳定渗流假定的结果一致,验证了解析解的正确性;出逸比降的影响因素可通过与土体渗透系数、压缩模量正相关,与地下水位变化的角频率和计算模型细粒土层总厚度的平方负相关的量纲一因子θ统一表示;在实际工程中,出逸比降与地下水位的变化不同步,应注意工程降水时出逸比降未能及时有效减小的情况,避免基坑工程的抗渗流破坏风险。

关键词：非稳定渗流出逸比降抗渗流稳定性动态地下水位变化基坑

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水平向渗透系数变化条件下散体材料桩复合地基固结理论研究及分析

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岩石力学与工程学报 2008年第8期27卷 1715-1721页

作者：张玉国边亚东潘洪科谢康和中原工学院土木建筑工程系河南郑州450007 浙江大学岩土工程研究所浙江杭州310027

建立考虑排水影响区土体水平向渗透系数因施工扰动影响而逐渐变化的散体材料桩复合地基的固结定解问题,并求出其一般解。基于实际工程中桩体施工对扰动区土体水平向渗透系数影响的复杂性,选择排水影响区土体水平向渗透系数沿径向分布的... 详细信息

建立考虑排水影响区土体水平向渗透系数因施工扰动影响而逐渐变化的散体材料桩复合地基的固结定解问题,并求出其一般解。基于实际工程中桩体施工对扰动区土体水平向渗透系数影响的复杂性,选择排水影响区土体水平向渗透系数沿径向分布的3种特殊情况,给出相应特解。根据解析解结果,通过编程计算,绘制出主要因素对复合地基固结过程的影响曲线图,分析排水影响区土体水平向渗透系数变化对散体材料桩复合地基固结性状的影响。研究结果表明:土体渗透性变化对复合地基固结影响显著,桩体施工对周围土体扰动越大,复合地基固结会越慢;考虑土体水平向渗透系数变化的散体材料桩复合地基固结理论较现有的复合地基固结理论更接近实际情况。

关键词：土力学散体材料桩复合地基固结水平向渗透系数施工扰动解析解

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抽水引起的有起始比降饱和土固结解析解

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中南大学学报（自然科学版） 2016年第3期47卷 875-881页

作者：张玮鹏谢康和吕文晓黄大中吴浩浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心软弱土与环境土工教育部重点实验室浙江杭州310058 杭州科技职业技术学院城市建设学院浙江杭州311402

研究在有起始比降的弱透水层下大面积抽水而引起的一维固结问题,采用分离变量法,获得该工况下的一维固结解析解。讨论土中渗流移动边界的运动规律,得渗流发展到达土层顶部的时间因子与起始比降的关系曲线,分析考虑起始比降后土体的一维... 详细信息

研究在有起始比降的弱透水层下大面积抽水而引起的一维固结问题,采用分离变量法,获得该工况下的一维固结解析解。讨论土中渗流移动边界的运动规律,得渗流发展到达土层顶部的时间因子与起始比降的关系曲线,分析考虑起始比降后土体的一维固结和沉降特性。研究结果表明:当起始比降大于一定值时,渗流不会发展到达土层顶部,此时,弱透水层由于抽水引起的固结最终压缩量将减小,且起始比降越大,最终压缩量越小;当固结结束时,土体中孔隙水压力沿深度分布曲线为折线;而当渗流能够发展到达土层顶部时,最终压缩量为一定值,与起始比降无关,土体中的孔隙水压力沿深度分布曲线为直线。

关键词：起始比降大面积抽水一维固结解析解非达西流

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基于耦合损伤的镍基单晶高温合金DD6同相热机械疲劳寿命预测

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稀有金属材料与工程 2019年第12期48卷 3889-3894页

作者：张斌王荣桥胡殿印蒋康河毛建兴荆甫雷北京航空航天大学北京100191 先进航空发动机协同创新中心北京100191 航空发动机结构强度北京市重点实验室北京100191 中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412000 中国航空发动机研究院北京101304

在应力控制的同相热机械疲劳试验基础上,研究了DD6高温合金同相热机械疲劳损伤机理。基于连续介质损伤力学,建立了反映蠕变损伤和疲劳损伤耦合作用的寿命预测模型,并利用纯蠕变、疲劳的试验数据获取了模型中的损伤参数。开展了带保载时... 详细信息

在应力控制的同相热机械疲劳试验基础上,研究了DD6高温合金同相热机械疲劳损伤机理。基于连续介质损伤力学,建立了反映蠕变损伤和疲劳损伤耦合作用的寿命预测模型,并利用纯蠕变、疲劳的试验数据获取了模型中的损伤参数。开展了带保载时间的DD6高温合金同相热机械疲劳试验,试验寿命在基于耦合损伤的预测寿命的2.3倍分散带内,这表明本研究建立的基于耦合损伤的寿命预测模型能够较为准确地预测DD6高温合金同相热机械疲劳寿命,可以为工程应用中DD6高温合金结构的寿命预测提供基础。

关键词：耦合损伤镍基单晶高温合金同相热机械疲劳寿命预测

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