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胶结砂砾石料剪切二元强度准则与本构模型研究

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岩土工程学报 2025年第3期47卷 516-524页

作者：武颖利任红磊郭万里南京水利科学研究院岩土工程研究所江苏南京210024 南京水利科学研究院材料与结构研究所江苏南京210024

为探究胶结砂砾石料复杂的力学特性,开展不同围压、不同掺量的胶结砂砾石料大型三轴剪切试验,并建立了适用于胶结砂砾石料的二元剪切强度准则和双屈服面本构模型。结果表明:(1)胶结砂砾石料具有一定的胶结力和结构性,宏观上表现出显著... 详细信息

为探究胶结砂砾石料复杂的力学特性,开展不同围压、不同掺量的胶结砂砾石料大型三轴剪切试验,并建立了适用于胶结砂砾石料的二元剪切强度准则和双屈服面本构模型。结果表明:(1)胶结砂砾石料具有一定的胶结力和结构性,宏观上表现出显著的软化、强剪胀等力学特性;(2)基于二元介质理论建立了剪切强度准则,该准则可描述不同胶凝掺量下的胶结砂砾石料的强度演化规律;(3)将剪切强度准则合理转化为本构模型中的剪切屈服面,并在修正剑桥模型基础上考虑材料的抗拉特性得到体积屈服面,同时本构模型重点描述了胶结砂砾石料的应变软化及强剪胀性;(4)推导了本构模型在一般应力状态下的刚度矩阵,并证明了其对胶结砂砾石料三轴剪切试验具有良好的拟合效果。该研究结果可为胶结砂砾石坝的应力变形计算提供更好的理论指导。

关键词：胶结砂砾石料强度准则应变软化剪胀性双屈服面模型

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高混凝土面板堆石坝接缝止水试验研究和应用

岩土工程学报 2025年第1期47卷 30-37页

作者：郦能惠王立安任强张志韬张贤王新奇代巧枝南京水利科学研究院岩土工程研究所江苏南京210024 黄河勘测规划设计研究院有限公司河南郑州450031

混凝土面板堆石坝是当前最有竞争力的坝型,为保障高混凝土面板堆石坝的安全,坝体和面板的应力变形性状以及接缝位移成为研究的重点之一,通过止水材料开发、接缝止水结构设计和止水结构防渗模型试验研究提出了高混凝土面板堆石坝新型止... 详细信息

混凝土面板堆石坝是当前最有竞争力的坝型,为保障高混凝土面板堆石坝的安全,坝体和面板的应力变形性状以及接缝位移成为研究的重点之一,通过止水材料开发、接缝止水结构设计和止水结构防渗模型试验研究提出了高混凝土面板堆石坝新型止水结构,并应用于高混凝土面板堆石坝工程。在此基础上进行了高坝新型接缝止水结构力学特性试验研究,形成了试验方法,建立了高坝新型止水结构的劲度表达式,通过在某高坝工程的应用表明提出的接缝止水应力应变关系全面反映高坝新型止水结构各主要部件对于面板与趾板以及面板之间力的传递的贡献,更好地反映复杂地形地质条件下高坝设计布置的影响,具有一定的工程应用价值。

关键词：混凝土面板堆石坝接缝止水应力变形性状劲度表达式

水胶比和橡胶掺量对砂浆力学性能及能量演化规律的影响

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材料导报 2025年第1期39卷 194-200页

作者：马豪达白银陈波葛龙甄白延杰张丰南京水利科学研究院水灾害防御全国重点实验室南京210029

水泥砂浆在压力作用下易发生脆性开裂,利用橡胶颗粒改善其变形能力是常见措施。高掺量橡胶砂浆具有优异的吸能效果,能够有效改善砂浆的变形适应性。本工作通过分析砂浆受压过程中的应力-应变曲线,考察了水胶比和橡胶掺量对砂浆强度、变... 详细信息

水泥砂浆在压力作用下易发生脆性开裂,利用橡胶颗粒改善其变形能力是常见措施。高掺量橡胶砂浆具有优异的吸能效果,能够有效改善砂浆的变形适应性。本工作通过分析砂浆受压过程中的应力-应变曲线,考察了水胶比和橡胶掺量对砂浆强度、变形能力的影响,并分析了能量演化规律。结果表明随着水胶比从0.3增大至0.5,强度降低35%,橡胶掺量从0%增加至75%,强度降低84%;随着水胶比增大、橡胶掺量增加,弹性模量明显降低,受压至破坏总能量降低,转变为弹性应变能和耗散能,趋势与未掺橡胶颗粒的砂浆一致,与轴心抗压强度具有显著相关性;极限压应变受强度和橡胶掺量双重影响,橡胶掺量从0%增加至75%,极限压应变呈先降低后增加的趋势;橡胶颗粒可延缓能量耗散,水胶比增大加快能量耗散使试件失效。水胶比和橡胶掺量对强度有显著影响;高掺量橡胶颗粒对变形能力有明显改善,延缓能量耗散,有效阻碍了裂缝的发展。

关键词：橡胶砂浆力学性能能量演化水胶比高橡胶掺量

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基于原电池原理的电化学脱氯试验研究

水利水电科技进展 2025年第1期45卷 104-110页

作者：俞坚祥吴烨房子柱庄磊孙克纬冯龙海李森林中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司浙江宁波315207 南京水利科学研究院材料结构研究所江苏南京210029

对不同水灰比钢筋混凝土开展了基于原电池原理的电化学脱氯试验,研究了不同水灰比的钢筋混凝土电化学参数随时间的演变规律。结果表明:水灰比越大,脱氯初期阳极工作电位越负,回路电流越大,脱氯效率越高;水灰比越大,脱氯后钢筋腐蚀电位... 详细信息

对不同水灰比钢筋混凝土开展了基于原电池原理的电化学脱氯试验,研究了不同水灰比的钢筋混凝土电化学参数随时间的演变规律。结果表明:水灰比越大,脱氯初期阳极工作电位越负,回路电流越大,脱氯效率越高;水灰比越大,脱氯后钢筋腐蚀电位正移越明显,极化电阻增幅越大,OH^(-)浓度的增幅越小;脱氯后,混凝土中C-S-H凝胶和Friedel’s盐的含量略微降低,而Ca(OH)_(2)的含量略微增加,AFt和C-S-H凝胶少量分解。

关键词：原电池原理脱氯水灰比钢筋腐蚀电位极化电阻回路电流

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浅谈一种玄武岩纤维管材检测装置及方法

化工管理 2025年第05期 46-48页

作者：郭俊利姜国新赵川庄春义四川省水利科学研究院材料结构研究所

玄武岩纤维管材作为一种新型复合管材，配套的检测标准体系尚未完善，如何检测其性能优劣是当前迫切需要解决的难题。为了实现不同管径管道的无损检测目标，文章研发出一套玄武岩纤维管材检测装置，包括加工台、固定板、驱动件、螺杆和... 详细信息

玄武岩纤维管材作为一种新型复合管材，配套的检测标准体系尚未完善，如何检测其性能优劣是当前迫切需要解决的难题。为了实现不同管径管道的无损检测目标，文章研发出一套玄武岩纤维管材检测装置，包括加工台、固定板、驱动件、螺杆和导向杆，其中驱动件的输出端穿过固定板并与螺杆连接，螺杆的外壁螺纹连接有滑环，且滑环与导向杆滑动连接，滑环的外壁通过架板设置有环状无损检测器。设备通过定位夹持机构的设置，对玄武岩纤维管材进行内外壁夹持，使得检测装置可对不同大小的玄武岩纤维管进行检测。相关检测方法能显著提高玄武岩纤维管的检测效率。

关键词：无损检测玄武岩纤维管材驱动件螺杆导向杆

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广西农业灌溉用水定额修订方法

节水灌溉 2025年第03期 100-104+112页

作者：苏冬源何令祖莫明珠刘宗强广西水利科学研究院广西水工程材料与结构重点实验室

为提高农业灌溉用水定额合理性和实用性，在总结广西现行农业灌溉用水定额（2019年版）存在问题基础上，结合国家定额及相关规程规范的新要求开展广西农业灌溉用水定额修订，综合考虑自然条件、用水条件、工程条件、田间措施构建用水定... 详细信息

为提高农业灌溉用水定额合理性和实用性，在总结广西现行农业灌溉用水定额（2019年版）存在问题基础上，结合国家定额及相关规程规范的新要求开展广西农业灌溉用水定额修订，综合考虑自然条件、用水条件、工程条件、田间措施构建用水定额指标框架，补充20种农作物种类，局部调整定额分区，新增75%水文年型，调整用水定额统计界面位置；分析研究灌溉试验站、灌溉水有效利用系数测算的作物长系列灌溉用水规律以及各分区综合单位灌溉面积用水水平差异，提出不同水文年型、不同分区的净灌溉用水定额比例系数，提出不同分区规定位置以下灌溉水有效利用系数并在此基础上分级制定60种主要作物的灌溉用水定额先进值、通用值，建立了规定位置处与渠首、田间的灌溉用水定额换算通道，为计量设施配套不全、数据资料缺乏地区开展灌溉用水定额制定提供了方法借鉴。评估修订后用水定额在覆盖性、合理性、实用性、先进性等方面均有提升，同时提出了进一步完善用水定额修订方法的建议。

关键词：农业灌溉用水定额修订方法广西

基于探地雷达信号参数关联性分析的堤防隐患解译研究

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水电能源科学 2025年第1期43卷 212-216,78页

作者：宋佳陆俊明攀李益刘睿璇南京水利科学研究院材料结构研究所江苏南京210024 河海大学水安全与水科学协同创新中心江苏南京210098 南京市滁河河道管理处江苏南京210044

土石堤防的内部隐患在长期高水位条件下易诱发管涌、溃堤等破坏,探地雷达作为一种高分辨率的探测技术,能够快速识别堤防内部隐患,但仅依赖电磁波图谱无法准确解译隐患类型,且缺乏有效的定量评估指标。因此,针对常见的堤防隐患,如空洞、... 详细信息

土石堤防的内部隐患在长期高水位条件下易诱发管涌、溃堤等破坏,探地雷达作为一种高分辨率的探测技术,能够快速识别堤防内部隐患,但仅依赖电磁波图谱无法准确解译隐患类型,且缺乏有效的定量评估指标。因此,针对常见的堤防隐患,如空洞、不密实、渗漏、蚁穴和树根干扰,开展了室内试验,探究电磁波的传播特征,通过对电磁波信号去噪、波组特征、介电参数及传播特征参数的提取与分析,建立了融合介电参数、反射系数、透射系数、波速和峰值频率等多重特征参数的隐患辨识指标,并基于灰色关联度模型计算各种特征参数间的关联性,提出了根据反射系数和峰值频率的差异解译堤防常见隐患类型的方法,提高了识别精度和准确度。

关键词：堤防隐患探地雷达反射系数峰值频率灰色关联度

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堰塞体粒序堆积结构对漫顶溃决影响研究

人民长江 2025年

作者：成泽霖徐华闻云呈夏云峰王浩杰南京水利科学研究院河流海岸研究所河海大学港口海岸与近海工程学院

堰塞体土体参数通常表现出显著的空间变异性，研究其对溃坝过程的影响对应急抢险和防灾减灾具有重要的科学价值。本文通过水槽试验，设计不同粒序堆积结构堰塞体模型，并开展漫顶溃决试验，系统分析了不同溃决阶段的溃决历时、溃口演化... 详细信息

堰塞体土体参数通常表现出显著的空间变异性，研究其对溃坝过程的影响对应急抢险和防灾减灾具有重要的科学价值。本文通过水槽试验，设计不同粒序堆积结构堰塞体模型，并开展漫顶溃决试验，系统分析了不同溃决阶段的溃决历时、溃口演化和溃决流量特征，探讨了垂向粒序结构分布对溃决过程的具体影响。研究结果表明，不同粒序堆积结构的堰塞体因表层材料特性差异，在漫顶溃决初始阶段溃决历时、溃口演化模式及溃决峰值流量方面均表现出显著差异。当表层材料黏聚力较低时，流道侧向边坡的失稳表现为平面剪切破坏；当黏聚力较高时，则表现为倾倒破坏。表层材料中的粗颗粒对加速冲蚀阶段的冲刷下切过程具有一定抑制作用，在平均粒径相近的条件下，具有上层颗粒较细、下层颗粒较粗的正粒序结构堰塞体，其溃决洪水威胁更为显著。底层材料性质的差异主要影响溃决后的河道形态，其中，下层颗粒较粗、上层颗粒较细的反粒序结构堰塞体，溃决后的流道坡度相对平缓。

关键词：堰塞体水槽试验漫顶溃决粒序堆积结构冲蚀特性

梯级堰作用下芙蓉溪浮游植物春秋季群落结构及其驱动因素研究(英文)

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水利水电技术(中英文) 2025年

作者：任江山余俊李景娟吕建璋王晓刚南京水利科学研究院水工水力学研究所江西交通职业技术学院

【目的】筑堰改变河流水力特性，影响河流浮游植物群落结构以及水生态系统健康水平。为探究梯级堰建设下芙蓉溪浮游植物春秋季群落结构及其驱动因素的非线性响应关系，【方法】于2023—2024年在芙蓉溪开展了浮游植物群落结构及相关环境... 详细信息

【目的】筑堰改变河流水力特性，影响河流浮游植物群落结构以及水生态系统健康水平。为探究梯级堰建设下芙蓉溪浮游植物春秋季群落结构及其驱动因素的非线性响应关系，【方法】于2023—2024年在芙蓉溪开展了浮游植物群落结构及相关环境要素的调研。本文重点分析了芙蓉溪同一枯水期内秋春两季浮游植物营养物质浓度及生物量变化状况，通过冗余分析筛选影响浮游植物群落结构的关键影响因子，使用MIKE 11模型拟合了河道内水动力变化状况，结合总氮和高猛酸盐指数，构建了浮游植物多样性指数与水动力因子的GAM模型，拟合了梯级堰优化布置后的浮游植物多样性变化状况。【结果】结果显示：芙蓉溪浮游植物Shannon-Wiener多样性指数全年均值为2.79，整体处于轻度污染状态，鉴定出浮游植物8 门95 属239种：绿藻门是芙蓉溪全年浮游植物的主要构成门类，其次为硅藻门和蓝藻门，浮游植物春秋两季细胞丰度变化范围为3.11～20.64 mg/L和0.23～6.31 mg/L，浮游植物群落结构季节性演替明显，相较于秋季，春季蓝藻门的相对丰度在全河段显著降低，而金藻门和甲藻门在部分点位显著上升，并形成水华现象，造成浮游植物多样性水平显著下降。全年水域优势种为链形小环藻（Cyclotella catenata）、小球藻（Chlorella vulgaris）、双对栅藻（Scenedesmus bijuga）、四尾栅藻（Scenedesmus quadricauda）、尖尾蓝隐藻（Chroomonas acuta）、卵形隐藻（Cryptomonas ovata）和啮蚀隐藻（Cryptomonas erosa）。冗余分析（RDA）表明，水动力因子（v、h）和水体环境因子(TN、CODMn)是浮游植物种群结构的显著影响因子。【结论】结果表明：芙蓉溪春季的水环境营养物质浓度、浮游植物生物量和密度远高于秋季，结合水动力因子和环境因子构建的GAM模型可以有效地反应浮游植物多样性指数与驱动因素间的非线性关系，在春季营养物质浓度提升的情况下，溢流堰形成的低流速和高水深的生境条件，会导致浮游植物Shannon-Wiener指数降低，富营养化风险加剧，而合理的梯级堰布设方案将会提高浮游植物多样性水平，降低河流富营养化风险。本研究结果有助于深化理解河流梯级筑堰引发的河流生态环境效应。

关键词：梯级堰 MIKE 11模型冗余分析 GAM模型影响因素