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Field experiment of rainfall infiltration on a soil slope and simulations based on a water-air two-phase flow model

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Journal of Mountain Science 2021年第8期18卷 2159-2167页

作者： LIU Gang ZHA Xin-yuan GUAN Jin-kun tong fu-guo Hubei Key Laboratory of Construction and Management in Hydropower Engineering China Three Gorges UniversityYichang443000China College of Hydraulic&Environment Engineering China Three Gorges UniversityYichang443000China

Rainfall infiltration on a soil slope is usually an unsaturated seepage process that can be described by a water-air two-phase flow *** effect of pore air pressure on rainfall infiltration has been widely recognized and validated by means of numerical simulations and laboratory ***,whether a slope can actually seal pore air continues to be debated by *** this study,a water-air two-phase flow model is used to simulate the rainfall infiltration process on a soil slope,and a field experiment is conducted to realistically test the sealing conditions of a *** to the numerical simulation,the areas of water and air flow in and out on the slope surface are relatively stable and can be classified as the“inhalation zone”and“overflow zone”,*** rainfall on the soil slope has an amplifying effect on pore air pressure because rainfall intensity is usually at the millimeter level,and it causes pore air pressure to reach the cm level.A field experiment was performed to determine whether a slope can realistically seal pore air and subsequently verify the regularity of rainfall *** pressure sensors were buried in the slope to monitor the pore air pressures during the rainfall *** monitoring results show that the pore air pressure in the slope changed,which indicates that the slope can seal ***,the amplification effects of intermittent rainfall on pore air pressure were observed for natural rainfall,which agrees well with the numerical simulation results.

关键词： Rainfall infiltration Runoff regularity Field experiment Water-air two-phase flow

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改进的斜坡降雨入渗与坡面径流耦合算法研究

岩土力学 2008年第4期29卷 1035-1040页

作者：童富果田斌刘德富三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室宜昌443002

大气降雨时坡面径流与非饱和入渗的耦合计算,是降雨诱发滑坡及水土流失等研究中的重大问题之一。从坡面径流和降雨入渗控制方程着手,建立了基于有限元方法的耦合方程求解模型,实现了耦合问题的直接求解。该耦合计算模型与求解方法避免... 详细信息

大气降雨时坡面径流与非饱和入渗的耦合计算,是降雨诱发滑坡及水土流失等研究中的重大问题之一。从坡面径流和降雨入渗控制方程着手,建立了基于有限元方法的耦合方程求解模型,实现了耦合问题的直接求解。该耦合计算模型与求解方法避免了坡面径流和降雨入渗间的迭代计算,也不需计算两者间的流量交换,较大程度地提高了计算效率和计算精度。算例表明,该方法正确可行,计算效率高,稳定性好。

关键词：降雨径流入渗耦合计算

Reducing the measurement errors in nonadiabatic holonomic quantum computers

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Science China(Physics,Mechanics & Astronomy) 2025年第1期Mechanics & Astronomy) .卷 64-70页

作者： guo-fu Xu Department of Physics Shandong University

Nonadiabatic holonomic quantum computers serve as the physical platform for nonadiabatic holonomic quantum *** quantum computation has entered the noisy intermediate-scale era, building accurate intermediate-scale nonadiabatic holonomic quantum computers is clearly necessary. Given that measurements are the sole means of extracting information, they play an indispensable role in nonadiabatic holonomic quantum computers. Accordingly, developing methods to reduce measurement errors in nonadiabatic holonomic quantum computers is of great importance. However, while much attention has been given to the research on nonadiabatic holonomic gates, the research on reducing measurement errors in nonadiabatic holonomic quantum computers is severely lacking. In this study, we propose a measurement error reduction method tailored for intermediate-scale nonadiabatic holonomic quantum computers. The reason we say this is because our method can not only reduce the measurement errors in the computer but also be useful in mitigating errors originating from nonadiabatic holonomic gates. Given these features,our method significantly advances the construction of accurate intermediate-scale nonadiabatic holonomic quantum computers.

关键词： quantum holonomy quantum computation measurement errors

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基于水气两相流的泄洪雾化机理及规律研究

水动力学研究与进展（A辑） 2020年第4期35卷 515-525页

作者：张袁宁刘刚童富果三峡大学水利与环境学院宜昌443002 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300350

泄洪雾化是水利工程中常见的水气掺混现象,通常伴随着强风和强降雨,研究其形成机理与变化规律对保障设备、环境和人员的安全具有重要意义。基于水气两相流理论并采用有限单元法模拟了水布垭溢洪道的泄洪过程,从而分析了雾化的形成机理... 详细信息

泄洪雾化是水利工程中常见的水气掺混现象,通常伴随着强风和强降雨,研究其形成机理与变化规律对保障设备、环境和人员的安全具有重要意义。基于水气两相流理论并采用有限单元法模拟了水布垭溢洪道的泄洪过程,从而分析了雾化的形成机理和时空变化规律,讨论了下泄流速和下泄流量对雾化的影响。结果表明:所采用的模型和算法能较好地模拟泄洪雾化过程;下泄水流经溢洪道相对负压区掺气形成高掺气水流,继而在水舌落水点附近受压力梯度驱动释放气体,该过程中产生的水雾和风动是泄洪雾化形成的重要原因。根据风速和雨强等参量的时空变化规律,泄洪雾化在时间上可分为起泄、波动、过渡和稳定四个阶段,在空间上可分为负压影响区、暴雨区、溅雨区、雾流降雨区、薄雾区和无影响区六个区域。随着下泄流速和下泄流量的增加,风速和水雾浓度递增,流体压强先减后增,可为比较不同泄洪工况下的雾化情况提供参考。

关键词：泄洪雾化水气两相流有限单元法数值模拟雾化机理

泄洪雾雨区裂隙岩质边坡饱和-非饱和渗流场与应力场耦合分析

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岩土力学 2008年第9期29卷 2397-2403页

作者：王环玲徐卫亚童富国河海大学交通学院南京210098 河海大学岩土工程研究所南京210098

岩质滑坡除与地质条件、降雨等因素有关外,泄洪雾雨也成为其不可忽视的催化剂。通过裂隙岩体渗透性与应力关系,裂隙岩体的弹塑性本构关系以及渗流场的控制方程,建立起饱和非饱和渗流场与应力场耦合的等效连续介质模型。编制了有泄洪雾... 详细信息

岩质滑坡除与地质条件、降雨等因素有关外,泄洪雾雨也成为其不可忽视的催化剂。通过裂隙岩体渗透性与应力关系,裂隙岩体的弹塑性本构关系以及渗流场的控制方程,建立起饱和非饱和渗流场与应力场耦合的等效连续介质模型。编制了有泄洪雾雨影响的饱和-非饱和渗流与应力耦合三维有限元程序,通过迭代求解达到两场耦合目的。以实际工程为例,根据边坡的地表信息、开挖信息、岩层分界信息以及排水洞和帷幕信息等,建立起边坡地质模型。通过耦合计算,详细分析了耦合后边坡岩体的变形、应力以及塑性区等。计算结果表明,雾雨区的边坡稳定与渗流场变化有着重要关系,在评价边坡稳定与否时,要考虑渗流场对其影响。计算成果为实际工程的安全评价提供了一定的科学依据。

关键词：泄洪雾雨饱和-非饱和渗流裂隙岩体渗流场与应力场耦合岩石边坡

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龙脊古梯田原生态水循环探析

科学技术与工程 2012年第11期20卷 2697-2700,2707页

作者：谭宁田斌童富果三峡大学水利与环境学院宜昌443002

龙脊梯田位于广西省龙胜县,是一处我国古代农耕稻作文化遗存。研究龙脊梯田灌溉系统的功能及水循环与水补给特点,探明与总结龙脊梯田存在机制与保护的经验,对龙脊梯田稻作文化的保护与申报世界文化遗产以及研究梯田规划建设标准,推广梯... 详细信息

龙脊梯田位于广西省龙胜县,是一处我国古代农耕稻作文化遗存。研究龙脊梯田灌溉系统的功能及水循环与水补给特点,探明与总结龙脊梯田存在机制与保护的经验,对龙脊梯田稻作文化的保护与申报世界文化遗产以及研究梯田规划建设标准,推广梯田建设技术,都具有重要的理论与实践意义。

关键词：龙脊梯田渗流影响因素隐形水库岩层聚水

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考虑多因素影响的混凝土导热系数试验研究

水电能源科学 2022年第4期40卷 154-157,120页

作者：杨哲童富果刘刚三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002

混凝土是一种多相复合材料,其导热性受温湿度、孔隙率、骨料体积分数、龄期等多个因素的综合影响。通过试验研究了不同温度、饱和度、孔隙率、骨料体积分数、龄期等因素变化条件下水泥砂浆、骨料和混凝土导热系数的变化规律,结合Wiener... 详细信息

混凝土是一种多相复合材料,其导热性受温湿度、孔隙率、骨料体积分数、龄期等多个因素的综合影响。通过试验研究了不同温度、饱和度、孔隙率、骨料体积分数、龄期等因素变化条件下水泥砂浆、骨料和混凝土导热系数的变化规律,结合Wiener边界理论,提出一种包含多因素影响的混凝土导热系数预测模型,分析了各因素与混凝土导热系数的相关性。结果表明,混凝土导热性的各影响因素之间具有明显的耦合作用特征,即混凝土含水率越高,温度变化对其导热性的影响越显著;混凝土导热系数随饱和度增大而增加,孔隙率越大,增幅越明显;随着骨料体积分数的增加,导热系数增大较明显。

关键词：混凝土导热系数导热系数模型温湿度孔隙率

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基于最小二乘有限元的导热系数直接反算方法

水电能源科学 2018年第12期36卷 113-116,128页

作者：刘畅童富果李彪三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002 河海大学土木与交通学院江苏南京210098

导热系数是温度场计算分析中的重要参数,针对基于优化方法反演导热系数计算量大、收敛慢、易陷入局部最优解等问题,提出了一种基于最小二乘有限元的直接反算方法,可快速得到材料导热系数。该方法是将有限单元法和最小二乘法引入热传导方... 详细信息

导热系数是温度场计算分析中的重要参数,针对基于优化方法反演导热系数计算量大、收敛慢、易陷入局部最优解等问题,提出了一种基于最小二乘有限元的直接反算方法,可快速得到材料导热系数。该方法是将有限单元法和最小二乘法引入热传导方程,直接求解材料导热系数时空分布,不需要进行大量的正算和迭代过程,大大提高了计算效率,且由于不需要事先假定导热系数分布函数形式,保证了计算精度。最后,以水泥砂浆导热系数测试试验为例,验证了最小二乘有限单元法在导热系数反算中的适用性和可靠性。

关键词：导热系数最小二乘有限元传热反问题水泥砂浆

基于挤压边墙技术水布垭面板堆石坝应力-应变研究

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岩石力学与工程学报 2005年第13期24卷 2342-2349页

作者：罗先启吴晓铭童富果李昌彩三峡大学土木水电学院湖北宜昌443002 湖北省清江水电开发有限责任公司湖北宜昌443000

混凝土挤压边墙技术是混凝土面板堆石坝上游坡面施工的新方法。挤压边墙技术与传统方法相比,在施工方面有明显的先进性,新工艺对工程质量的提高、进度的加快以及增加导流度汛的安全性等方面产生的效果是显而易见的,且比传统工艺简化了... 详细信息

混凝土挤压边墙技术是混凝土面板堆石坝上游坡面施工的新方法。挤压边墙技术与传统方法相比,在施工方面有明显的先进性,新工艺对工程质量的提高、进度的加快以及增加导流度汛的安全性等方面产生的效果是显而易见的,且比传统工艺简化了施工工序,降低了施工费用。但是,在结构性能方面,挤压边墙对面板堆石坝特别是对面板的应力-应变的影响,目前还很不清楚。以水布垭面板堆石坝工程为对象,采用先进的网格离散技术和大型方程求解方法,研究了基于挤压边墙技术水布垭面板堆石坝的应力-应变。计算结果表明,挤压边墙不仅可以替代传统工艺中垫层料的超填、削坡、修整、碾压以及坡面防护等工序,加快了施工进度,使得施工质量得到了保证和提高,而且还对改善面板的受力状态是有利的,对面板的变形也起着改善作用。

关键词：水工结构挤压边墙水布垭面板堆石坝应力-应变