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吸能边界条件下水下爆炸离心试验中冲击波传播特性数值模拟

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含能材料 2023年第8期31卷 820-831页

作者：李明张启灵李志长江科学院工程安全与灾害防治研究所湖北武汉430010 国家大坝安全工程技术研究中心湖北武汉430010 水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心湖北武汉430010

受限于模型试验箱尺寸,水下爆炸离心模型试验中爆炸荷载在试验箱边界产生的反射波必然会影响试验的预期效果,因此减小模型箱边界效应将会大幅度还原试验实际情况并提高试验精度。基于耦合欧拉-拉格朗日(CEL)方法对水下爆炸离心模型试验... 详细信息

受限于模型试验箱尺寸,水下爆炸离心模型试验中爆炸荷载在试验箱边界产生的反射波必然会影响试验的预期效果,因此减小模型箱边界效应将会大幅度还原试验实际情况并提高试验精度。基于耦合欧拉-拉格朗日(CEL)方法对水下爆炸离心模型试验进行数值模拟,通过试验和理论结果对比及1、2、4、6、8 mm和10 mm尺寸网格分析,验证了数值模型的可靠性,在此基础上对比研究了5、10、15 mm和20 mm厚度橡胶和泡沫作为边界消能材料时水下爆炸离心试验中冲击波荷载的传播特性,分析了各边界材料的吸波耗能机理。结果表明:2 mm欧拉网格尺寸能够兼顾计算效率和计算结果准确性;在模型箱内壁敷设橡胶或泡沫材料能有效降低水下爆炸冲击波的反射效应;在5 mm厚度条件下,橡胶材料较泡沫材料对冲击波吸收效果更为明显,但随着材料厚度的增加,泡沫材料吸波效果更加优越;橡胶材料和泡沫材料对冲击波低频信号均有一定的抑制效果,而对高频段信号抑制效果较弱。

关键词：水下爆炸边界效应数值模拟吸波消能离心模型试验

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考虑桩土变形协调的复合地基设计方法

人民长江 2023年

作者：彭良泉长江勘测规划设计研究有限责任公司国家大坝安全工程技术研究中心

目前，在复合地基的设计中，由于采用桩体压缩模量得到的复合压缩模量偏大，造成复合地基加固区沉降被低估；桩和桩间土承载力发挥系数取值经验性较强，导致复合地基承载力计算结果主观性偏大。针对上述两个问题，从复合地基形成机理出... 详细信息

目前，在复合地基的设计中，由于采用桩体压缩模量得到的复合压缩模量偏大，造成复合地基加固区沉降被低估；桩和桩间土承载力发挥系数取值经验性较强，导致复合地基承载力计算结果主观性偏大。针对上述两个问题，从复合地基形成机理出发，指出桩及桩间土共同直接承担荷载时必须保证桩土变形协调。桩土变形协调的条件是桩刺入垫层的深度不能超过垫层厚度和桩宜设置为摩擦桩。在此前提下，分别计算桩及桩间土的沉降，利用桩土变形协调方法得到了桩土应力比和承载力发挥系数理论值，进而得到加固区的沉降计算方法。根据得到的承载力发挥系数，能解决目前复合地基承载力设计中由于承载力发挥系数取值经验性较强而导致的计算结果主观性偏大的问题。工程算例表明，从保证复合地基的有效设计和工程安全的角度出发，应该根据桩土变形协调来进行复合地基设计。

关键词：复合地基桩土变形协调承载力系数桩土应力比沉降承载力

炔属二醇表面活性剂在环氧树脂灌浆材料中的作用研究

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长江科学院院报 2023年

作者：魏涛张健张达国家大坝安全工程技术研究中心长江科学院材料与结构研究所水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心

本文通过在CW环氧树脂灌浆材料浆液中加入两种不同结构的非离子表面活性剂炔属二醇，制备了两种改性环氧树脂灌浆材料，并开展了黏度、表面张力、接触角、渗透性和浆材固化物力学强度的研究。结果表明：加入表面活性剂对浆液的黏度、浆... 详细信息

本文通过在CW环氧树脂灌浆材料浆液中加入两种不同结构的非离子表面活性剂炔属二醇，制备了两种改性环氧树脂灌浆材料，并开展了黏度、表面张力、接触角、渗透性和浆材固化物力学强度的研究。结果表明：加入表面活性剂对浆液的黏度、浆材固结体抗压强度、抗拉强度无明显影响，但可以提高浆材的粘接强度和抗剪强度，降低浆液的表面张力和接触角，提高浆液在黏土中渗透性。其中，加入表面活性剂S1对浆液的粘接强度、拉伸剪切强度和在黏土中的浸润渗透高度提升更为显著，分别提高了23.6%、37.5%和109.4%。基于以上试验，初步探讨了表面活性剂提高浆液渗透性的机理。

关键词：表面活性剂环氧树脂灌浆材料表面张力接触角渗透性

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堰塞湖应急抢险技术综述

人民长江 2023年

作者：徐轶蔡耀军国家大坝安全工程技术研究中心长江勘测规划设计研究有限责任公司

壅水量大、短时间溃决的堰塞湖是威胁公共安全的重大自然灾害。受资料匮乏、交通不便或完全中断、环境险恶、处置窗口期短等多种因素制约，高风险堰塞湖应急抢险难度极大，是当今世界极具挑战的工程技术难题。对堰塞湖应急抢险技术进行... 详细信息

壅水量大、短时间溃决的堰塞湖是威胁公共安全的重大自然灾害。受资料匮乏、交通不便或完全中断、环境险恶、处置窗口期短等多种因素制约，高风险堰塞湖应急抢险难度极大，是当今世界极具挑战的工程技术难题。对堰塞湖应急抢险技术进行归纳与总结，对于提高堰塞湖防灾减灾技术水平十分必要。本文从堰塞湖漫顶冲刷溃决机理、风险辨识方法、应急抢险技术及施工技术装备等方面综述了堰塞湖应急抢险技术，可以为今后堰塞湖灾害的应急抢险提供理论、方法和技术装备支撑，同时也指出了现有应急抢险技术研究中的不足和仍需进一步发展的方向，对今后相关研究起到一定的借鉴意义。

关键词：堰塞湖应急抢险漫顶溃决机理风险辨识抢险装备

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高延性水泥基复合材料在水工结构中应用构想

长江科学院院报 2022年

作者：李家正国家大坝安全工程技术研究中心长江水利委员会长江科学院

高延性纤维增强水泥基复合材料 (Engineered Cementitious Composite，ECC) 最早由美国密歇根大学Li教授于上世纪90年代设计提出，近年来在工民建中得到了较为广泛的应用。长江水利委员会长江科学院提出了适用于水工建筑的ECC（Hydrauli...

高延性纤维增强水泥基复合材料 (Engineered Cementitious Composite，ECC) 最早由美国密歇根大学Li教授于上世纪90年代设计提出，近年来在工民建中得到了较为广泛的应用。长江水利委员会长江科学院提出了适用于水工建筑的ECC（Hydraulic Engineered Cementitious Composites， HECC）概念。根据不同水工结构功能要求，HECC应具有按需设计的拌和物性能和成型方法、中等强度、低弹性模量、按需设计的延伸率、较强的热稳定性、高耐久性、可控的裂缝宽度以及较为宽泛的原材料选择。在此基础上，提出了HECC在堆石坝新型坝基廊道、面板堆石坝新型防渗面板、堆石坝新型心墙结构、拱坝基础约束区抗震防裂结构等水工结构中的应用构想。同时，展望了HECC未来拟研究的方向。

关键词：

改进随机抽样一致性算法在建筑物现状测量中的应用

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长江科学院院报 2023年第8期40卷 152-156,176页

作者：黎建洲韩贤权万鹏长江科学院工程安全与灾害防治研究所武汉430010 水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心武汉430010 国家大坝安全工程技术研究中心武汉430010

作为点云数据处理的关键步骤,线面拟合的结果直接影响后续数据处理的精度。针对传统RANSAC算法在建筑物平面拟合过程中存在的效率及精度方面的问题,引入一种顺序法向量检测机制,通过增加拟合模型的角度约束条件,提出了一种改进随机抽样... 详细信息

作为点云数据处理的关键步骤,线面拟合的结果直接影响后续数据处理的精度。针对传统RANSAC算法在建筑物平面拟合过程中存在的效率及精度方面的问题,引入一种顺序法向量检测机制,通过增加拟合模型的角度约束条件,提出了一种改进随机抽样一致性算法(M-RANSAC)进行平面和边缘探测。通过与常规全站仪测量方法以及传统RANSAC算法进行结果对比,验证了本方法的可行性和有效性,并在珠江三角洲水资源配置工程沿线建筑物现状测量中得到了成功应用。

关键词：点云数据线面拟合改进随机抽样一致性(M-RANSAC)算法建筑物现状测量

高延性水泥基复合材料在水工结构中的应用构想

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长江科学院院报 2023年第2期40卷 1-6,26页

作者：李家正长江科学院材料与结构研究所武汉430010 国家大坝安全工程技术研究中心武汉430010

高延性纤维增强水泥基复合材料(ECC)最早由美国密歇根大学Li教授于20世纪90年代设计提出,近年来在工业与民用建筑建领域中得到了较为广泛的应用。长江科学院提出了适用于水工建筑的水泥基复合材料(HECC)概念。根据不同水工结构功能要求,... 详细信息

高延性纤维增强水泥基复合材料(ECC)最早由美国密歇根大学Li教授于20世纪90年代设计提出,近年来在工业与民用建筑建领域中得到了较为广泛的应用。长江科学院提出了适用于水工建筑的水泥基复合材料(HECC)概念。根据不同水工结构功能要求,HECC应具有按需设计的拌和物性能和成型方法、中等强度、低弹性模量、按需设计的延伸率、较强的热稳定性、高耐久性、可控的裂缝宽度以及较为宽泛的原材料选择。在此基础上,提出了HECC在堆石坝新型坝基廊道、面板堆石坝新型防渗面板、堆石坝新型心墙结构、拱坝基础约束区抗震防裂结构等水工结构中的应用构想。同时,展望了HECC未来拟研究的方向。研究成果对于提高水工结构的安全性、经济性和耐久性有参考价值。

关键词： HECC 中等强度可控裂缝宽度高耐久性水工结构

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基于数值仿真的水闸温控措施敏感性分析

长江科学院院报 2022年第1期39卷 146-154页

作者：沈思朝颉志强王首豪长江科学院材料与结构研究所武汉430010 国家大坝安全工程技术研究中心武汉430010

水闸属于薄壁大体积混凝土结构,实践表明,若不采取温控措施,尤其是低温季节施工的混凝土水闸结构在浇筑初期极易出现表面裂缝,后期易扩展为贯穿性裂缝。弄清各温控措施对水闸温度场、应力场及开裂风险的影响,是制定水闸温控指标和防裂... 详细信息

水闸属于薄壁大体积混凝土结构,实践表明,若不采取温控措施,尤其是低温季节施工的混凝土水闸结构在浇筑初期极易出现表面裂缝,后期易扩展为贯穿性裂缝。弄清各温控措施对水闸温度场、应力场及开裂风险的影响,是制定水闸温控指标和防裂措施的前提。以某在建的低温季节浇筑水闸工程为研究对象,利用三维有限元法,计算分析了在低温季节浇筑施工时水闸结构的温度场、应力场特性,重点进行了开裂风险的敏感性分析。结果表明,单一温控措施的防裂效果有限,控温浇筑、表面保温、冷却通水必须相互协调,能有效控制水闸温度应力并避免裂缝产生。

关键词：水闸结构低温季节施工温度裂缝温控措施应力场

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基于线结构光的三维垂线位移测量方法

仪器仪表学报 2023年第4期44卷 189-196页

作者：梅天灿肖尧毛索颖黄跃文周芳芳武汉大学电子信息学院武汉430070 长江水利委员会长江科学院武汉430010 水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心武汉430010 国家大坝安全工程技术研究中心武汉430010

垂线测量法是观测大坝变形位移的一种简便而有效的方法,在实际大坝变形监测中得到广泛应用。针对现有垂线坐标仪大多只能测量垂线二维位移且结构复杂的问题,本文提出了一种基于线结构光的三维垂线测量方法。基于垂线测量中垂线方向不变... 详细信息

垂线测量法是观测大坝变形位移的一种简便而有效的方法,在实际大坝变形监测中得到广泛应用。针对现有垂线坐标仪大多只能测量垂线二维位移且结构复杂的问题,本文提出了一种基于线结构光的三维垂线测量方法。基于垂线测量中垂线方向不变,利用线结构光测量原理实现垂线三维位移测量。首先,本文采用线结构光测量获取垂线二维位移,然后基于垂线上固定标志点的成像光线和垂线相交于一点的事实,综合垂线二维测量结果和通过相机内参数恢复的固定标志点成像光线方程,实现垂线三维位移测量。实验结果表明,本方法在水平面内Y方向上的位移测量精度为±0.1 mm,在水平面内X方向和竖直Z方向上的位移测量精度达到±0.05 mm,测量范围为0~80 mm。相较目前垂线位移测量方法,本文方法垂线位移测量精度和测量范围更高,且测量结构简单。

关键词：三维垂线坐标仪机器视觉线结构光测量大坝变形监测