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基于SVD-TE的高拱坝泄流振动传递路径识别

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华北水利水电大学学报(自然科学版) 2023年

作者：李紫瑜张建伟黄锦林曹克磊江琦杨灿华北水利水电大学广东省水利水电科学研究院

针对泄流激励下高拱坝坝身振动机理不明确、振动传递路径复杂的问题，提出基于奇异值分解法和传递熵法的振动传递路径的识别方法。基于拉西瓦拱坝水弹性模型表深孔联合泄流工况的实测数据，开展拱坝振动传递路径的研究。首先，基于SVD... 详细信息

针对泄流激励下高拱坝坝身振动机理不明确、振动传递路径复杂的问题，提出基于奇异值分解法和传递熵法的振动传递路径的识别方法。基于拉西瓦拱坝水弹性模型表深孔联合泄流工况的实测数据，开展拱坝振动传递路径的研究。首先，基于SVD算法对拉西瓦拱坝坝身测点振动位移数据降噪处理；然后，运用传递熵算法，根据测点振动信息探索高拱坝泄流振动的主要振动传递路径，并结合已有研究成果验证振动传递路径的准确性。研究结果表明，拉西瓦拱坝在表深孔联合泄流工况下，由泄流荷载诱发的振动主要由泄流孔处垂向传递至坝顶，泄流孔向拱冠梁顶部的信息传递率为48.7%；由水垫塘冲击荷载与涌浪荷载诱发的振动主要由坝肩向坝中部水平传递，坝肩向1/4、3/4拱冠处的信息传递率分别为32.33%和37.58%；泄流振动在坝体的传递路径有3条：泄流孔→拱冠梁顶部→1/4(3/4)拱冠、泄流孔→1/4(3/4)拱冠、水垫塘→坝肩→1/4(3/4)拱冠。本研究成果可为高拱坝泄流振动传递路径提供理论依据，为类似工程的振动机理分析提供参考。

关键词：拱坝泄流振动奇异值分解传递熵

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基于传递熵的泵站管道振动传递路径特性分析

农业工程学报 2021年第15期37卷 47-52页

作者：张建伟杨灿黄锦林曹克磊叶合欣李紫瑜华北水利水电大学水利学院郑州450046 广东省水利水电科学研究院广州510635 广东省水利水电技术中心广州510635

泵站管道因结构复杂,产生多种振源,且振动的传递路径难以确定,对输水管道的安全运行具有较大威胁。针对此问题,以某泵站管道为研究对象,结合原型观测数据与传递熵方法识别主振源的振动传递路径;并以信息传递率为定量标准,验证管道振动... 详细信息

泵站管道因结构复杂,产生多种振源,且振动的传递路径难以确定,对输水管道的安全运行具有较大威胁。针对此问题,以某泵站管道为研究对象,结合原型观测数据与传递熵方法识别主振源的振动传递路径;并以信息传递率为定量标准,验证管道振动传递路径的有效性。结果表明:稳定运行及开机时,叶频引起的振动为主振源,并由弯管或三通管处向其他部位传递,其信息传递率均值分别为27.2%与42%;关机时,水流脉动及管-水耦合引起的振动为主振源,且振动主要在阀门与弯管或三通管之间呈周期性传递,信息传递率均值为51.4%;稳定运行时信息传递率较低,表明在镇墩控制下,管道稳定运行时传递能量较少,但开关机时,管道阀门、弯管及三通管处仍有较大振动能量传递。本研究方法受管道结构影响较小,能准确识别管道主振源,且从能量角度识别振动传递路径,相较于传统方法更加高效、直观。研究结果有助于准确识别泵站管道主振源的振动传递路径,展现管道各工况下的危险部位,并提出减振措施,为泵站管道运行管理提供理论依据。

关键词：泵振动传递路径传递熵信息传递率振源分析

接触爆炸下波纹钢-混凝土板复合结构水下防爆效果评价

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含能材料 2024年

作者：曹克磊付乔峰张建伟黄锦林赵瑜广东省水利水电科学研究院华北水利水电大学水利学院华北水利水电大学土木与交通学院

为探究不同波纹钢-混凝土板复合结构的水下抗爆防护效果,采用有限元-光滑粒子流体动力学耦合算法(FEM-SPH)建立水下多介质耦合爆炸模型;设计不同波纹钢-混凝土板复合结构防护方案,探究不同复合结构防护层(含3,6,9,12 mm厚波纹钢复合结... 详细信息

为探究不同波纹钢-混凝土板复合结构的水下抗爆防护效果,采用有限元-光滑粒子流体动力学耦合算法(FEM-SPH)建立水下多介质耦合爆炸模型;设计不同波纹钢-混凝土板复合结构防护方案,探究不同复合结构防护层(含3,6,9,12 mm厚波纹钢复合结构、含30°,45°,60°,75°波纹钢复合结构和含10,30,50,70 mm波高波纹钢复合结构)的水下削波吸能效果,并提出耗能分担率对复合结构进行防护效果评价。研究结果表明:混凝土板迎爆面与背爆面的模拟结果与试验结果较为吻合,验证了水下接触爆炸模拟过程;不同复合结构防护方案下,含12 mm厚波纹钢复合结构、含75°波纹钢复合结构和含70 mm波高波纹钢复合结构防护方案较无防护方案测点峰值压力最大降幅为63.2%,60%和57.9%,最大防护率分别为63.2%,60.0%和57.9%、耗能分担率为69.48%,66.26%和63.51%;最优型式(厚度为12 mm/夹角为75°/波高为70 mm)复合结构的削波吸能效果及防护效果均显著优于单一因素影响下的复合结构。研究成果可为不同波纹钢-混凝土板复合结构在水下抗爆防护领域的应用提供理论基础。

关键词：水下接触爆炸波纹钢-混凝土板复合结构削波吸能效果防护效果评价

气候变化对珠三角地区典型城区流域排水系统的影响

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水资源保护 2022年第6期38卷 56-63,193页

作者：张瀚邱静黄本胜杨志峰蔡宴朋广东省水利水电科学研究院广东广州510635 广东工业大学环境生态工程研究院广东广州510006

以珠三角地区广州市典型城区流域东濠涌流域为研究区,采用Delta方法和年最大值法相结合推求未来时期东濠涌流域短历时暴雨强度公式,基于InfoWorks ICM构建一二维耦合的东濠涌流域城市雨洪模型,定量评估气候变化对排水系统的影响。结果表... 详细信息

以珠三角地区广州市典型城区流域东濠涌流域为研究区,采用Delta方法和年最大值法相结合推求未来时期东濠涌流域短历时暴雨强度公式,基于InfoWorks ICM构建一二维耦合的东濠涌流域城市雨洪模型,定量评估气候变化对排水系统的影响。结果表明:在RCP4.5和RCP8.5情景下,未来时期降雨强度峰值以及累积降水量均呈增加的变化趋势,城市排水系统节点溢流量、超载管道比例和淹没深度增大,给排水系统带来更为严重的影响。这一结果表明未来时期珠三角地区可能遭受更为不利的洪涝风险灾害。

关键词：城区流域城市内涝排水系统气候变化 RCPs情景短历时暴雨 InfoWorks ICM模型

赤铁矿用于防辐射超高性能混凝土的制备及其性能研究

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华北水利水电大学学报（自然科学版） 2023年第2期44卷 49-57页

作者：朱晨辉李兆恒李雪涛白卫峰刘明月亢勇吕亚军华北水利水电大学河南郑州450046 广东省水利水电科学研究院广东广州510610

防辐射超高性能混凝土是一种极其重要的防护材料,目前该种混凝土普遍存在强度不足和屏蔽辐射能力弱等问题。针对此类问题,在常规混凝土制备的基础上使用赤铁矿对天然河砂进行替换,利用修正后的A&A颗粒堆积模型计算配合比,制备出一种含... 详细信息

防辐射超高性能混凝土是一种极其重要的防护材料,目前该种混凝土普遍存在强度不足和屏蔽辐射能力弱等问题。针对此类问题,在常规混凝土制备的基础上使用赤铁矿对天然河砂进行替换,利用修正后的A&A颗粒堆积模型计算配合比,制备出一种含赤铁矿的新型防辐射超高性能混凝土,并对这种混凝土进行工作性能、孔隙结构、抗压强度和防辐射性能测试。结果表明:赤铁矿防辐射超高性能混凝土具有较高的抗压强度,抗压强度可达到130 MPa;赤铁矿还具有较好的防辐射性能,γ射线线性衰减系数达到0.1837 cm^(-1),相对于现有防辐射混凝土,赤铁矿防辐射超高性能混凝土在防辐射的基础上,其力学性能明显提高。研究结果表明,赤铁矿是一种用于制备防辐射超高性能混凝土的较好且经济的材料。

关键词：赤铁矿超高性能混凝土防辐射力学性能

基于MIKE11的粤港澳大湾区河涌生态补水调度方案评估

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人民珠江 2024年

作者：高华勇赵璧奎郭晓娟谭超广东省水利水电科学研究院

为解决粤港澳大湾区跨境河涌鸭涌河生态补水工程与河口水闸联合调度的问题，考虑到外海潮位顶托作用显著，构建了MIKE 11一维河网水动力水质数学模型，并设计不同类型的调度方案，包括天然状态方案、现状调度方案、联合调度方案，评估... 详细信息

为解决粤港澳大湾区跨境河涌鸭涌河生态补水工程与河口水闸联合调度的问题，考虑到外海潮位顶托作用显著，构建了MIKE 11一维河网水动力水质数学模型，并设计不同类型的调度方案，包括天然状态方案、现状调度方案、联合调度方案，评估各方案降低污染物浓度和改善水质的效果。结果表明，在日常补水调度中，若河口水闸调度不与生态补水调度结合，鸭涌河水体更新效率偏低，若河口水闸与生态补水联合调度，在枯水期月份前5 d每天补水2 h的水质改善效果较好，电费较低，综合评价指数最优；而在汛期防洪排涝调度中，不需要进行生态补水调度。此外，水量分析结果表明，不同补水方案的综合评价指数与典型断面的进出水量、进出水量比值的响应规律相反。评估结果可为鸭涌河的水环境质量提升方案提供科学依据。

关键词：感潮平原河网区生态补水水动力水质数学模型粤港澳大湾区鸭涌河

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关于压板载荷试验确定地基承载力问题的讨论

岩土工程学报 2023年第7期45卷 1540-1542页

作者：杨光华广东省水利水电科学研究院广东广州510610 广东省岩土工程技术研究中心广东广州510610

地基承载力应由实际基础下地基的强度和变形双控确定。直接由压板载荷试验确定地基承载力可以保证强度安全,不能保证变形安全。要实现变形控制设计,地基承载力应该由设计师取定更合理,设计师可以从压板试验获取土的变形与强度参数,用于... 详细信息

地基承载力应由实际基础下地基的强度和变形双控确定。直接由压板载荷试验确定地基承载力可以保证强度安全,不能保证变形安全。要实现变形控制设计,地基承载力应该由设计师取定更合理,设计师可以从压板试验获取土的变形与强度参数,用于计算实际基础的荷载沉降p-s曲线,由p-s曲线按强度和变形双控确定合理的地基承载力。

关键词：地基承载力压板载荷试验变形控制切线模量法

东江龙潭水电枢纽船闸整改工程通航水流条件及改善措施

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水运工程 2022年第12期 114-119页

作者：陈建张会杰汪越宫鹏杰华北水利水电大学河南郑州450046 广东省水利水电科学研究院广东广州510610

针对龙潭水电站引航道区域不利水流影响船舶进出安全问题,为改善上、下游引航道及口门区的流速,进行了优化上、下游引航道导航墙延长方案的研究。建立龙潭水电站船闸整改物理模型,研究运行过程中的各个典型工况。得出结论:1)上游河道来... 详细信息

针对龙潭水电站引航道区域不利水流影响船舶进出安全问题,为改善上、下游引航道及口门区的流速,进行了优化上、下游引航道导航墙延长方案的研究。建立龙潭水电站船闸整改物理模型,研究运行过程中的各个典型工况。得出结论:1)上游河道来流量大于1100 m^(3) s、闸门全开泄洪时,上游引航道口门区水流条件仍不能满足规范要求。2)下游引航道将主导航墙由透水改为不透水后,引航道及口门区水流条件可满足规范要求的结果。

关键词：船闸引航道口门区导航墙

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双层衬砌圆形水工隧洞力学分析

中国农村水利水电 2023年第10期 181-186,192页

作者：祝二浩袁明道史永胜张旭辉徐云乾广东省水利水电科学研究院广东广州510610 河海大学水利水电学院江苏南京210098

采用复变函数方法提出了一种求解双层衬砌圆形水工隧洞的解析方法。建立的模型基于围岩与初衬、初衬和二衬(完全接触)之间的相互作用,并考虑了内水压作用和支护延迟效应。根据预设的边界条件,基于位移协调和应力连续,建立求解相关解析... 详细信息

采用复变函数方法提出了一种求解双层衬砌圆形水工隧洞的解析方法。建立的模型基于围岩与初衬、初衬和二衬(完全接触)之间的相互作用,并考虑了内水压作用和支护延迟效应。根据预设的边界条件,基于位移协调和应力连续,建立求解相关解析函数系数的方程,然后利用具体的解析函数,可以求解围岩、初衬和二衬任意位置的应力分量。通过与数值解的比对,证明所提出的解析方法是正确、有效的。最后从控制水工隧洞运行内水压、互换衬砌弹模以及控制衬砌厚度三个角度进行了参数分析,探讨了影响衬砌应力分布的因素和结果。揭示了双层衬砌水工隧洞的荷载传递机理和规律,为衬砌防护工程的前期设计和施工提供了理论依据。

关键词：圆形水工隧洞双层衬砌解析方法荷载传递机理