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泥岩卸荷力学行为、声发射特征及能量演化研究

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三峡大学学报（自然科学版） 2024年第2期46卷 47-54页

作者：张良泉刘建锋裴建良刘怀忠四川大学水利水电学院成都610065

为了更好地探究水利水电工程地下开挖施工时泥岩损伤演化,利用四川大学MTS 815混凝土与岩石力学试验系统开展泥岩三轴卸荷试验,试验共设置3种围压(10,20,25 MPa),采用加围压-恒围压加轴压-加轴压卸围压的方式加载,同步进行声发射数据采... 详细信息

为了更好地探究水利水电工程地下开挖施工时泥岩损伤演化,利用四川大学MTS 815混凝土与岩石力学试验系统开展泥岩三轴卸荷试验,试验共设置3种围压(10,20,25 MPa),采用加围压-恒围压加轴压-加轴压卸围压的方式加载,同步进行声发射数据采集,从力学行为、声发射特征和能量演化的角度分析试验结果.结果表明:围压越高,卸载后对试样的影响越大,泥岩的体积膨胀特性更显著,试样破坏时的卸荷比更小,弹性应变能和耗散能的增速越快.随着卸荷比增大,泥岩的变形模量会先增大后减小,内摩擦角、黏聚力、剪胀角增大,弹性应变能增大,耗散能先增大后趋于稳定甚至下降.在峰值应力出现前会出现声发射振铃计数率的高值,围压的增大会延缓声发射活跃期的出现,同时声发射累计计数与能量会增加.

关键词：泥岩卸荷变形模量强度参数声发射能量演化

海上风电嵌岩群桩基础竖向承载特性模型试验研究

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太阳能学报 2024年第6期45卷 637-645页

作者：刘欣怡胡中波王钦科田德帅刘畅博李阔中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司成都611130 水电水利规划设计总院北京100120 西南科技大学土木工程与建筑学院绵阳621010

以福建海域风电场中使用钢管-混凝土组合桩的嵌岩群桩高承台基础为研究对象,通过室内缩尺模型试验的方法,对嵌岩群桩基础的竖向抗压承载特性和破坏机理进行研究,并与嵌岩单桩基础进行对比。研究结果表明:加载前期,钢管-混凝土组合桩群... 详细信息

以福建海域风电场中使用钢管-混凝土组合桩的嵌岩群桩高承台基础为研究对象,通过室内缩尺模型试验的方法,对嵌岩群桩基础的竖向抗压承载特性和破坏机理进行研究,并与嵌岩单桩基础进行对比。研究结果表明:加载前期,钢管-混凝土组合桩群桩之间的覆盖层和基岩与桩作为一个整体共同承载来自上部的下压荷载,这导致了群桩的桩端轴力增加幅度相对单桩较小,以及群桩的桩端阻力发挥受限,向下的应力较单桩更难扩散;加载后期,群桩之间出现连接裂缝,削弱了桩间土的承载能力,使得群桩的桩端阻力和端阻比增加明显。此外,为避免群桩效应的影响,钢管-混凝土组合桩的桩间距应在3倍桩直径以上。

关键词：海上风电桩基础承载力海上嵌岩群桩

用于隧道减震的叠层剪切吸能结构剪切性能试验研究

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第2期55卷 822-835页

作者：曹安廷张学朋蒋宇静苏航李宁博何磊薛娇王荣超山东科技大学省部共建矿山岩层智能控制与绿色开采国家重点实验室(培育基地) 山东青岛266590 山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 山东科技大学电气与自动化工程学院山东青岛266590 水利部水利水电规划设计总院北京100023 中铁二局集团有限公司四川成都610036 山东大学土建与水利学院山东济南250061 山东科技大学安全与环境工程学院山东青岛266590

提出一种新型叠层剪切吸能(LSED)结构改变衬砌连接方式,能够保证隧道在轴向上具有良好的变形能力和在环向上具有较好的抵抗变形的刚性能力。基于LSED结构的竖向承载和剪切变形能力开展LSED结构的室内剪切试验和数值试验研究,利用变异系... 详细信息

提出一种新型叠层剪切吸能(LSED)结构改变衬砌连接方式,能够保证隧道在轴向上具有良好的变形能力和在环向上具有较好的抵抗变形的刚性能力。基于LSED结构的竖向承载和剪切变形能力开展LSED结构的室内剪切试验和数值试验研究,利用变异系数法评价橡胶剪切模量、橡胶层单层厚度、橡胶层层数和结构有效直径等因素对LSED结构水平剪切性能影响的权重。最后,利用有限元软件ABAQUS建立LSED结构-隧道衬砌-围岩三维精细化工程模型,并采用动力时程分析方法对其地震响应进行分析。研究结果表明:在压剪状态下,结构整体位移由下到上逐渐增大,橡胶层的受拉区主要集中在外侧边缘,拉应力及其分布面积由两端向中间逐渐减小,上表面的最大名义主应变最大值由上到下逐渐减小;钢板层较大应力区域主要分布在靠近上下封板部位。设计因素中橡胶剪切模量和结构内部钢板直径对LSED结构的水平等效刚度的影响更为显著;LSED结构的设置能有效降低衬砌的地震响应,且减震率达到45%以上。

关键词：隧道叠层剪切吸能控制剪切性能相关性分析减震效果

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水电主导现货市场优化出清研究

工程科学与技术 2024年第3期56卷 52-60页

作者：朱燕梅毛玉鑫陈仕军黄炜斌胡杨四川大学水利水电学院四川成都610065 中国长江电力股份有限公司湖北宜昌443000

针对传统以购电经济性为唯一目标的市场出清中梯级水电一边缺水一边弃水的水-电不匹配问题,本研究结合梯级水电运行特性,提出一种水力、电力、价格3因素耦合的出清方法。首先,梳理了梯级水电出清后缺水和弃水两种水-电不匹配的工况,提... 详细信息

针对传统以购电经济性为唯一目标的市场出清中梯级水电一边缺水一边弃水的水-电不匹配问题,本研究结合梯级水电运行特性,提出一种水力、电力、价格3因素耦合的出清方法。首先,梳理了梯级水电出清后缺水和弃水两种水-电不匹配的工况,提出用水-电耦合度指标来度量水量与电量匹配的程度,并给出了水-电耦合度的计算方法。其次,建立了适用于水电主导电力市场的水力、电力和价格耦合出清模型,设计了购电成本最小化和水-电耦合度最大化两个目标函数。为了提高模型求解效率,提出模型结构分层、搜索空间缩减和计算时段合并的模型求解综合降维策略,并基于价格排序-粒子群耦合优化算法实现模型求解。最后,以四川省串并混联开发的“3梯8站”组成的虚拟市场进行日前模拟出清。结果表明:与传统以经济性为唯一目标的出清模型相比,水-电-价耦合出清模型的购电费用不变,但水-电耦合度提高了1.57%,证明水-电耦合度最大化目标的加入不会增加购电成本,但对减少出力不足、提升出清结果的可执行率和降低弃水都有显著成效;所提求解策略降低了模型复杂度,提高了求解效率,为解决梯级水电现货市场出清中水-电-价的不耦合问题提供了新思路。

关键词：梯级水电现货电力市场出清水-电-价耦合

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

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

基于InVEST-PLUS模型的陕西省水源涵养量估算及预测

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水土保持学报 2024年第3期38卷 187-194页

作者：周苹苹罗艺宋小燕吴浩王刚单卫华张可刘正佳张诗梅李文嘉李思豪宋松柏孙文义西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 中国水利水电第七工程局成都水电建设工程有限公司成都611130 中科院地理科学与资源研究所北京100101 西北农林科技大学水土保持研究所陕西杨凌712100

[目的]为估算陕西省水源涵养量。[方法]通过耦合InVEST模型和PLUS模型,计算陕西省2000—2020年水源涵养量,并预测未来2030年土地利用变化下的水源涵养量。[结果]陕西省2000—2020年平均水源涵养量为132.25 mm,空间分布特征为水源涵养量... 详细信息

[目的]为估算陕西省水源涵养量。[方法]通过耦合InVEST模型和PLUS模型,计算陕西省2000—2020年水源涵养量,并预测未来2030年土地利用变化下的水源涵养量。[结果]陕西省2000—2020年平均水源涵养量为132.25 mm,空间分布特征为水源涵养量由北向南逐渐增强。从植被类型来看,林地是陕西省水源涵养量的主体,年平均水源涵养量为199.55×10^(8)m^(3);从行政区来看,安康市水源涵养量最大(308.96 mm)。2030年陕西省水源涵养总量为285.16×10^(8)m^(3),相比2020年降低8.68×10^(8)m^(3)。[结论]陕西省未来2020—2030年水源涵养量呈略微下降趋势。

关键词：水源涵养 InVEST模型 PLUS模型土地利用陕西省

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复合过水围堰高效填筑技术

水利水电科技进展 2024年第1期44卷 73-78,94页

作者：张睿李子昌曹丰泽聂宇辛杜立兵林鹏杨社亚潘新波娄威立中国水利水电第十一工程局有限公司河南三门峡472001 清华四川能源互联网研究院四川成都610213 清华大学水利水电工程系北京100084

针对非洲的朱利叶斯·尼雷尔(Julius Nyerere)水电站大坝成功截流后,上游过水围堰建造期短、工程量大、施工要求高等难题,提出了一种复合过水围堰新型高效填筑技术,重点介绍了底部赶水混凝土浇筑、左岸堆石混凝土浇筑、下游预制挡块模... 详细信息

针对非洲的朱利叶斯·尼雷尔(Julius Nyerere)水电站大坝成功截流后,上游过水围堰建造期短、工程量大、施工要求高等难题,提出了一种复合过水围堰新型高效填筑技术,重点介绍了底部赶水混凝土浇筑、左岸堆石混凝土浇筑、下游预制挡块模板施工、上游黏土防渗层平起施工、主体胶凝砂砾石变态碾压施工5种高效填筑施工流程及关键技术。工程实践表明,该新型高效填筑技术大幅优化了施工组织与效率,最终在汛期来临之前安全、高效、优质地完成了过水围堰的修筑工作。

关键词：复合过水围堰胶凝砂砾石高效填筑施工技术朱利叶斯·尼雷尔水电站

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中国工业用水演变驱动因素分析

环境科学 2024年第8期45卷 4520-4528页

作者：张旭张建云敖天其王小军王炳轩河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室南京210098 河海大学环境学院南京210098 南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210029 四川大学水利水电学院成都610065 河海大学水文水资源学院南京210098

为深化工业用水量随社会经济发展变化规律的认识,提出“双层嵌套式”的结构分解分析(SDA)方法,量化了2002~2020年我国不同行业工业用水量变化驱动因素的影响.结果表明,以消费、投资和出口为代表的规模扩张因素是不同行业工业用水量增长... 详细信息

为深化工业用水量随社会经济发展变化规律的认识,提出“双层嵌套式”的结构分解分析(SDA)方法,量化了2002~2020年我国不同行业工业用水量变化驱动因素的影响.结果表明,以消费、投资和出口为代表的规模扩张因素是不同行业工业用水量增长的主要因素,其中人均消费扩张效应增长较快,且不同行业工业规模扩张的主要驱动因素存在明显差异,直接推动了工业结构变化.而工艺用水变动和水资源重复利用率变动是遏制工业用水量增长的主要因素,两者累计已完全抵消了工业规模扩张的正向效应,累计减少工业用水量112亿m^(3);但金属采选、冶炼加工及电力等能源加工行业的工艺用水变动负向效应偏小,仅依靠水资源重复利用率提升的工业用水效率提升潜力较小.因此,需要基于不同行业影响差异有针对性地强化工业节水管理,推动工业生产结构和消费结构转型升级,保持工业用水负增长态势.

关键词：工业用水结构分解分析(SDA) 投入产出模型重复利用率不同行业