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考虑天然地层层间保护影响的深厚覆盖层允许水力坡降研究

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岩石力学与工程学报 2024年第4期43卷 1026-1039页

作者：邱子源张兴杰罗玉龙金伟张丹盛金昌王惠民河海大学水利水电学院江苏南京210098 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都610072

深厚覆盖层地基的层间保护作用显著影响下伏土层的抗渗强度,渗透稳定评价时应考虑这种作用,然而,目前尚无法量化这种作用对允许水力坡降的影响。针对泸定水电站坝基下游典型地基结构(自下而上依次为②–2层,③–1层,④层),开展一系列单... 详细信息

深厚覆盖层地基的层间保护作用显著影响下伏土层的抗渗强度,渗透稳定评价时应考虑这种作用,然而,目前尚无法量化这种作用对允许水力坡降的影响。针对泸定水电站坝基下游典型地基结构(自下而上依次为②–2层,③–1层,④层),开展一系列单层及三层土体渗透试验,研究表明:上覆土层对下伏被保护土层的层间保护作用存在2种机制。当两者层间系数同时满足保土性和透水性要求时,上覆土层类似于人工设计的反滤层,其与被保护土层间可形成连续水力过渡关系,从而充分发挥被保护土层自身的抗渗能力维持渗透稳定;而当层间系数仅满足保土性要求,而不满足透水性要求时,上覆土层将充分发挥自身抗渗能力保护被保护土层。基于试验成果,量化了上覆土层的层间保护作用对被保护土层允许水力坡降的贡献,并建立可考虑天然地层层间保护影响的覆盖层允许水力坡降建议取值方法。在上覆土层③–1层和④层的层间保护作用下,下伏②–2层的允许水力坡降平均提升1倍;在④层的保护下,下伏③–1层的允许水力坡降平均提升1.3倍。研究成果为泸定水电站坝基异常渗漏处理及安全评价提供了重要支撑,同时也将为其他类似工程渗流安全评价提供借鉴。

关键词：水利工程深厚覆盖层渗透稳定允许水力坡降层间保护滤层

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侧式进/出水口偏流出流下的大涡模拟

水科学进展 2024年第1期35卷 132-144页

作者：郭港归刘亚坤魏杰曹泽张帝大连理工大学建设工程学院辽宁大连116024 中国电建集团中南勘测设计研究院湖南长沙410014

实际工程中受地形地质条件影响,引水洞在水平上存在转角,导致出流工况来流不均,进/出水口内部紊流特性的复杂程度显著提升。利用大涡模拟对某带水平弯段抽水蓄能电站侧式进/出水口进行数值计算,其流速、概率密度分布与模型试验吻合较好... 详细信息

实际工程中受地形地质条件影响,引水洞在水平上存在转角,导致出流工况来流不均,进/出水口内部紊流特性的复杂程度显著提升。利用大涡模拟对某带水平弯段抽水蓄能电站侧式进/出水口进行数值计算,其流速、概率密度分布与模型试验吻合较好。结果表明:偏流出流下进/出水口各流道分流比分别为0.64、0.81、1.26和1.29,水平方向流速分布极为不均;垂直方向主流靠近中下部,垂向雷诺切应力在扩散段内呈一正一负峰值分布,该现象主要由中上部的流动分离和底部的壁面剪切造成;两中间流道的回流区高度大于两边流道,导致中间流道的拦污栅更易受到反向流速影响;流动分离使拦污栅附近存在三轴漩滚,靠近过水断面中上部和底部产生2处能量集中的低频脉动,且各流道在偏流条件下的紊动强度相比均匀来流的紊动强度分别提高11%、25%、29%、3%,不利的水流流态和较高的紊动强度可能对拦污栅造成威胁。

关键词：侧式进/出水口偏流出流雷诺切应力流动分离低频脉动

储氢场景与氢气储运系统的多维度模式匹配优化研究

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太阳能学报 2024年第6期45卷 102-108页

作者：荣杨一鸣孙怡高俊谢林陈希隆瑞中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司杭州311122 华中科技大学能源与动力工程学院武汉430074

基于三角模糊层次分析法对不同储氢场景与储运系统的质量储氢密度、体积储氢密度、制备能耗、安全性要求、平均充放氢时间等特征参数进行评价分析;耦合计算经济性分析方法建立不同用氢场景氢气储运系统的多维度模式匹配模型;基于所建立... 详细信息

基于三角模糊层次分析法对不同储氢场景与储运系统的质量储氢密度、体积储氢密度、制备能耗、安全性要求、平均充放氢时间等特征参数进行评价分析;耦合计算经济性分析方法建立不同用氢场景氢气储运系统的多维度模式匹配模型;基于所建立的多维度模式匹配模型对加氢站场景的储运系统的模式匹配进行分析,对不同氢气储运方式进行多维度综合评分,获得不同运输距离以及储氢质量下最优的用氢场景与氢气储运系统的匹配模式。当运输距离较短时,最优储氢方式为低温液态储氢;当中等运输距离和较小储氢质量要求时,最优储氢方式为高压气态储氢;当较大运输距离及较大储氢质量要求时,最优的储氢方式为金属吸附储氢。

关键词：氢能储氢场景氢气储运经济性分析多维度模式匹配

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粗粒土渗透及渗透变形试验缩尺方法研究

岩土力学 2024年第1期45卷 164-172页

作者：张丹邱子源金伟张梓航罗玉龙中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都610072 河海大学水利水电学院江苏南京210024

目前还未建立适用于粗粒土渗透及渗透变形试验的缩尺方法,遵循缩尺前后粒径小于d30(颗粒级配中质量百分含量30%所对应的颗粒粒径)以及粒径小于5 mm的颗粒含量及组成不变的原则,基于等量替代法,提出了一种粗粒土渗透及渗透变形试验缩尺方... 详细信息

目前还未建立适用于粗粒土渗透及渗透变形试验的缩尺方法,遵循缩尺前后粒径小于d30(颗粒级配中质量百分含量30%所对应的颗粒粒径)以及粒径小于5 mm的颗粒含量及组成不变的原则,基于等量替代法,提出了一种粗粒土渗透及渗透变形试验缩尺方法:如果原级配中5 mm以下的颗粒含量大于等于30%,则根据试样允许最大粒径以下的大于5 mm的各粒组含量,按比例等质量替换超粒径颗粒;如果原级配中5 mm以下的颗粒含量小于30%,则根据试样允许最大粒径以下的大于d30的各粒组含量,按比例等质量替换超粒径颗粒。利用多组粗粒土渗透及渗透变形试验,论证了缩尺方法的可靠性。研究表明:提出的缩尺方法合理可行。缩尺后,土体渗透破坏型式未发生变化,渗透系数与原级配比较接近,渗透变形临界坡降和破坏坡降与原级配基本一致,缩尺级配的渗透及渗透稳定特性能够较好地反映原级配的渗透及渗透稳定特性。

关键词：粗粒土渗透及渗透变形试验缩尺方法等量替代法

反滤压重及埋深对深厚覆盖层允许坡降影响研究

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岩土力学 2024年第3期45卷 769-776页

作者：张会豪邱子源金伟张丹罗玉龙河海大学水利水电学院江苏南京210024 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都610072

反滤压重及埋深均会影响土体允许坡降,但目前尚无法量化这些影响。量化反滤压重及埋深的影响是合理确定允许坡降,科学评价坝基渗流安全的关键。采用轴向应力模拟反滤压重及埋深的作用,针对泸定水电站下游坝基(3)-1层,开展了(3)-1层级配... 详细信息

反滤压重及埋深均会影响土体允许坡降,但目前尚无法量化这些影响。量化反滤压重及埋深的影响是合理确定允许坡降,科学评价坝基渗流安全的关键。采用轴向应力模拟反滤压重及埋深的作用,针对泸定水电站下游坝基(3)-1层,开展了(3)-1层级配包络线在不同轴向应力条件下的渗透试验,量化了反滤压重及埋深对(3)-1层临界坡降的影响。结果表明:随着轴向应力的增大,(3)-1层上包线和平均线土体的临界坡降呈线性增加趋势,而下包线土体的临界坡降受轴向应力影响很小。基于试验结果,量化了反滤压重和埋深对(3)-1层允许坡降的贡献,建立了随轴向应力变化的(3)-1层土体允许坡降公式,提出了可考虑反滤压重措施及土体埋深影响的允许坡降建议取值方法,该方法可供后续类似工程借鉴采用。

关键词：深厚覆盖层允许坡降反滤压重埋深应力状态

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大体积混凝土水化热损伤计算方法研究

河海大学学报(自然科学版) 2024年

作者：吕国儿汤群益王定仕李天昊诸云鹏陈达河海大学港口海岸与近海工程学院中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司

大体积混凝土在施工过程中产生的水化热问题是影响混凝土安全性和耐久性的重要因素，其中温度梯度是水化热问题的核心。《大体积混凝土施工标准》（GB 50496-2018）中的温控指标对温度梯度引起的表层开裂作出了规定，保证混凝土的耐久... 详细信息

大体积混凝土在施工过程中产生的水化热问题是影响混凝土安全性和耐久性的重要因素，其中温度梯度是水化热问题的核心。《大体积混凝土施工标准》（GB 50496-2018）中的温控指标对温度梯度引起的表层开裂作出了规定，保证混凝土的耐久性，而内部开裂则会影响其强度，同样值得关注。基于Loland损伤模型提出一种水化热损伤计算方法，通过一典型案例采用响应面分析法对公式中的参数进行率定。该方法能够判断浇筑过程中任意一点在水化热产生的温度梯度下是否会出现损伤开裂。研究结果能够使设计施工人员在浇筑前了解该大体积混凝土能否满足温控安全指标，及时调整施工方案或制定温控措施，为保障大体积混凝土施工质量提供参考。

关键词：温度损伤响应面分析大体积混凝土水化热温度梯度

基于DEM法的贯流式水轮机内部的鱼类损伤机理

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华中科技大学学报(自然科学版) 2024年

作者：杨春霞李倩徐顶娥郑源河海大学能源与电气学院中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司

借助压力试验探究了不同压强下有、无鳞鱼的损伤情况，得出压力损伤阈值后结合离散元素法(DEM)计算灯泡贯流式水轮机内鱼体受不同损伤的概率。研究结果表明：正压低于0.4 MPa时试验鱼均无损伤；当压力降低到-20 kPa时试验鱼出现损伤，选... 详细信息

借助压力试验探究了不同压强下有、无鳞鱼的损伤情况，得出压力损伤阈值后结合离散元素法(DEM)计算灯泡贯流式水轮机内鱼体受不同损伤的概率。研究结果表明：正压低于0.4 MPa时试验鱼均无损伤；当压力降低到-20 kPa时试验鱼出现损伤，选取-20 kPa作为压力损伤的数值模拟阈值。相同水头下，导叶开度越大，鱼体受伤概率越大；相同导叶开度下，随着水头增加，鱼体在转轮区域受压力、压力梯度和剪切损伤的概率逐渐增加，受撞击的概率逐渐减小，并且前三者增加的幅度要比撞击损伤概率减小的幅度更大。叶片撞击与负压是导致鱼体损伤的主要因素，最高损伤概率分别为18.92%和18.01%；压力梯度及剪切力是次要因素，最高概率仅为5.43%和0.0352%。

关键词：灯泡贯流式水轮机压力损伤试验压强阈值离散元素法鱼类损伤机理

户内供水管道特殊水力工况对微生物生长的影响

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哈尔滨工业大学学报 2024年第2期56卷 123-131页

作者：姚一欣杨欣欣敖誉旗陈功柳景青浙江大学建筑工程学院杭州310058 中国电建集团华东勘测设计研究院杭州311122

户内供水管道存在长时间滞留和间歇性用水的特殊工况,为此,以HZ市某小区内1100户的时用水量数据为背景条件,搭建户内非循环管道模拟平台,设置高变化流量(HIG)、中等变化流量(MED)、低变化流量(LOW)、恒定流量(SS)和滞留168 h(RET)5种水... 详细信息

户内供水管道存在长时间滞留和间歇性用水的特殊工况,为此,以HZ市某小区内1100户的时用水量数据为背景条件,搭建户内非循环管道模拟平台,设置高变化流量(HIG)、中等变化流量(MED)、低变化流量(LOW)、恒定流量(SS)和滞留168 h(RET)5种水力工况,探究户内供水管道特殊水力工况对管道微生物群落结构和条件致病菌的影响。运行3个月后收集33组生物膜样品和水样,开展实时荧光定量(real time qPCR)和16S rRNA基因测序分析,对样本中铜绿假单胞菌的绝对丰度进行定量并分析微生物群落结构组成和多样性。结果表明:RET水样细菌总数最大,且生物膜中活菌比例最高;间歇式用水工况下水样中含条件致病菌的菌属数量和丰度更高;HIG生物膜中细菌总数最大且含条件致病菌的菌属相对丰度最高为78.38%,HIG生物膜中铜绿假单胞菌拷贝数为4798.81/cm^(2),是RET生物膜的7.59倍。RDA结果显示,浊度和pH分别是假单胞菌属和铜绿假单胞菌的主要环境影响因素。

关键词：户内供水管道水力工况微生物群落结构条件致病菌

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软黏土中吸力式三桶基础承载特性分析

太阳能学报 2024年第6期45卷 589-598页

作者：汪明元陆佳清巴盼锋程星磊鹿群中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司杭州310014 天津城建大学天津市软土特性与工程环境重点实验室天津300384

采用弹塑性边界面本构模型,建立模拟黏土中三桶基础承载行为的三维数值方法,并通过对已有模型试验结果的预测验证数值方法的可行性。研究桶-土接触方式和加载方向对三桶基础承载行为的影响规律,探索三桶基础的水平循环承载特性。结果表... 详细信息

采用弹塑性边界面本构模型,建立模拟黏土中三桶基础承载行为的三维数值方法,并通过对已有模型试验结果的预测验证数值方法的可行性。研究桶-土接触方式和加载方向对三桶基础承载行为的影响规律,探索三桶基础的水平循环承载特性。结果表明,竖向单调荷载作用下三桶基础表现为“刺入型”剪切破坏特征,基础竖向受压失效位移约为0.07D(D为桶基础的直径);在摩擦接触条件下,0°水平加载(单桶受拉,双桶受压)极限承载力最小;在绑定接触条件下,60°水平加载(双桶受拉,单桶受压)极限承载力最小;循环荷载作用下迎风桶与背风桶之间逐渐增加的沉降差是三桶基础产生累积旋转的主要原因,且基础的旋转特性与水平循环荷载大小密切相关。

关键词：海上风电黏土循环荷载加载方向吸力桶