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水工混凝土矿物掺和料的开发与应用研究综述

长江科学院院报 2021年第10期38卷 148-155,160页

作者：石妍李家正董芸周世华林育强陈霞水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心武汉430010

历经六十余载,长江科学院材料与结构研究所对水工混凝土矿物掺和料开发与应用进行了系统的研究。首次将优质粉煤灰规模化应用于三峡工程,并开发了用于水工混凝土的磷渣粉、石灰石粉、天然火山灰等新型矿物掺和料,掌握了其影响混凝土的... 详细信息

历经六十余载,长江科学院材料与结构研究所对水工混凝土矿物掺和料开发与应用进行了系统的研究。首次将优质粉煤灰规模化应用于三峡工程,并开发了用于水工混凝土的磷渣粉、石灰石粉、天然火山灰等新型矿物掺和料,掌握了其影响混凝土的性能规律,编制了系列技术标准,形成了水工大体积混凝土矿物掺和料应用技术体系。部分研究成果在我国大中型水利水电工程中得到成功应用,是水利水电工程建设、混凝土矿物掺和料选择的主要依据之一。对部分研究内容进行简要介绍,包括水工混凝土矿物掺和料的分类、不同胶凝体系的水化机理、对水工混凝土性能影响以及配合比设计、施工工艺等,梳理相关科研成果,旨在推动新型矿物掺和料在大中型水利水电工程中的应用,拓展水工混凝土掺和料品种与范围,为水利水电工程混凝土的设计提供重要的理论依据,提高我国筑坝技术水平、促进水工材料学科发展。

关键词：矿物掺和料水利水电工程水工混凝土开发与应用配合比设计

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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咸宁市水库淤积物品质特性及资源化利用分析

长江科学院院报 2021年

作者：陈霞彭子凌周显刘心愿长江科学院水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心

对湖北省咸宁市某水库淤积物的富营养元素和重金属进行了调查与分析，采用地质累积指数和潜在生态危害指数对淤积物中的重金属污染状况和生态风险进行评价。富营养元素的检测结果显示，总氮和总磷的含量分布大体呈现上游高下游低的趋势... 详细信息

对湖北省咸宁市某水库淤积物的富营养元素和重金属进行了调查与分析，采用地质累积指数和潜在生态危害指数对淤积物中的重金属污染状况和生态风险进行评价。富营养元素的检测结果显示，总氮和总磷的含量分布大体呈现上游高下游低的趋势，淤泥试样的总氮和总磷含量明显高于砂样。重金属的检测结果显示，除含铅量外，上游区域的重金属含量明显高于下游区域。地质累积指数评价结果显示，咸宁市某水库中的Cd、Cu、Hg、Cr、As的污染级别主要集中在无污染，而Pb的污染级别集中在无污染—中度污染区域。潜在生态危害指数法的评价结果显示，咸宁市某水库中的重金属生态风险水平均较低，S7试样相对于其他试样来说，其潜在生态危害风险更大。围绕咸宁市某水库淤积泥、砂的资源化利用问题，提出了农用土壤、工程建设用地、功能材料原材料、路基填料以及建筑原材料等资源化利用途径。

关键词：咸宁市某水库淤积物富营养元素重金属地质累积指数潜在生态危害指数

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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

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考虑谷幅收缩的高拱坝多源信息融合安全评判

长江科学院院报 2022年

作者：周心怡胡蕾张启灵长江科学院工程安全与灾害防治研究所长江科学院水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心长江科学院国家大坝安全工程技术研究中心

水库蓄水过程中诱发的谷幅收缩问题对高拱坝结构的安全性有直接影响。为了评判谷幅收缩条件下的拱坝安全状态，本文以我国西南地区某高拱坝为例，首先，建立坝体变形监控模型研究变形与谷幅变形的联系，在此基础上，为融合大坝安全监测... 详细信息

水库蓄水过程中诱发的谷幅收缩问题对高拱坝结构的安全性有直接影响。为了评判谷幅收缩条件下的拱坝安全状态，本文以我国西南地区某高拱坝为例，首先，建立坝体变形监控模型研究变形与谷幅变形的联系，在此基础上，为融合大坝安全监测多源信息以实现安全状态的综合评判，构建了考虑谷幅变形指标的大坝安全多源信息融合评价指标体系，采用云模型和证据理论相结合的方法来诊断大坝的安全性，基于监测数据由正态云模型求得的隶属度确定基本概率分配，克服传统方法主观性较强的缺点，结合证据理论融合各监测指标信息建立大坝安全多源信息融合诊断模型。结果表明，谷幅收缩引起的挤压荷载可能是坝体倾向上游变形的主要原因，坝体处于基本正常状态，与实际情况相符，说明采用正态云模型求得的隶属度来确定大坝安全诊断指标基本可信度分配的方法合理可行。

关键词：拱坝结构谷幅变形云模型证据理论安全评价

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在固定的独立覆盖网格中求解几何非线性问题

长江科学院院报 2022年第9期39卷 159-166页

作者：苏海东董鹏颉志强长江科学院材料与结构研究所武汉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

采用独立覆盖流形法(基于流形思想的“分区级数解”),提出在空间固定的网格中求解几何非线性问题的新方法:在当前构形中关注经过各空间点的物质点,通过级数“逆向追踪”物质点在上一时步的位置及其应力、速度等物理量,并采用最小二乘法... 详细信息

采用独立覆盖流形法(基于流形思想的“分区级数解”),提出在空间固定的网格中求解几何非线性问题的新方法:在当前构形中关注经过各空间点的物质点,通过级数“逆向追踪”物质点在上一时步的位置及其应力、速度等物理量,并采用最小二乘法形成新级数作为当前时步的初值,就可以在固定网格中求解拉格朗日型的控制方程;每步计算后更新材料体构形,即更新固定网格(独立覆盖)中的积分区域,以得到准确的材料边界;以覆盖合并方式处理边界网格中的“小块”问题,并通过“小块”实现新网格的信息传递。给出弹性体大变形、刚体旋转算例验证方法的有效性。新方法集合了拉格朗日法的跟踪物质点、控制方程简单、边界描述准确以及欧拉法的网格无扭曲的优点,避免了2种方法各自的缺陷,为下一步在固定网格中进行几何非线性的自适应分析打下基础。

关键词：几何非线性拉格朗日描述欧拉描述数值流形方法独立覆盖

不同掺合料对水工混凝土抗冲磨性能的影响研究

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混凝土 2019年第6期 96-99页

作者：余舟王磊杨华全长江科学院水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心

采用水工混凝土试验规程(DL/T 5150—2001)中混凝土抗含沙水流冲刷试验的标准试验方法(圆环法)和混凝土抗冲磨试验的水下钢球法,研究了混凝土中掺入粉煤灰,HF-粉煤灰,硅粉-粉煤灰,PVA-硅粉-粉煤灰这4种掺合料时,在C9050、C9040两个强度... 详细信息

采用水工混凝土试验规程(DL/T 5150—2001)中混凝土抗含沙水流冲刷试验的标准试验方法(圆环法)和混凝土抗冲磨试验的水下钢球法,研究了混凝土中掺入粉煤灰,HF-粉煤灰,硅粉-粉煤灰,PVA-硅粉-粉煤灰这4种掺合料时,在C9050、C9040两个强度等级下,对于常态混凝土抗冲磨性能的影响。试验结果表明,相同强度等级下,掺入不同掺合料的混凝土抗冲磨性能均较好,硅粉-粉煤灰混凝土和PVA-粉煤灰混凝土的抗冲磨性能优于粉煤灰混凝土和HF-粉煤灰混凝土。

关键词：粉煤灰混凝土抗冲磨 HF 硅粉 PVA

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粉煤灰品质对混凝土性能影响试验研究

混凝土 2019年第12期 80-83页

作者：余舟杨华全王磊石妍长江科学院水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心

以粉煤灰取代部分水泥作为胶凝材料可以有效改善混凝土的性能,尤其适用于大体积水工混凝土。对掺加不同等级粉煤灰的混凝土性能进行研究,试验结果表明:采用Ⅰ级粉煤灰的混凝土较采用Ⅱ级粉煤灰的混凝土抗压强度、轴拉强度和极限拉伸值... 详细信息

以粉煤灰取代部分水泥作为胶凝材料可以有效改善混凝土的性能,尤其适用于大体积水工混凝土。对掺加不同等级粉煤灰的混凝土性能进行研究,试验结果表明:采用Ⅰ级粉煤灰的混凝土较采用Ⅱ级粉煤灰的混凝土抗压强度、轴拉强度和极限拉伸值均略高,且干缩率较低,掺加Ⅱ级粉煤灰的混凝土的抗冻性能优于掺加I级粉煤灰的混凝土。同强度等级,同水胶比条件下,Ⅰ级粉煤灰混凝土抗冲磨强度比Ⅱ级粉煤灰混凝土抗冲磨强度稍高。

关键词：粉煤灰强度干缩渗透抗冻混凝土

考虑谷幅收缩变形的高拱坝多源信息融合安全评判

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长江科学院院报 2023年第1期40卷 87-93页

作者：周心怡胡蕾张启灵长江科学院工程安全与灾害防治研究所武汉430010 长江科学院水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心武汉430010 长江科学院国家大坝安全工程技术研究中心武汉430010

水库蓄水过程中诱发的谷幅收缩变形对高拱坝结构的安全性有直接影响。为了评判谷幅收缩变形条件下的拱坝安全状态,以我国西南地区某高拱坝为例,首先,建立坝体变形监控模型,研究坝体变形与谷幅收缩变形的联系;在此基础上,融合大坝安全监... 详细信息

水库蓄水过程中诱发的谷幅收缩变形对高拱坝结构的安全性有直接影响。为了评判谷幅收缩变形条件下的拱坝安全状态,以我国西南地区某高拱坝为例,首先,建立坝体变形监控模型,研究坝体变形与谷幅收缩变形的联系;在此基础上,融合大坝安全监测多源信息,构建了考虑谷幅收缩变形指标的大坝安全多源信息融合评判模型,采用云模型与D-S证据理论相结合的方法来评判大坝的安全性。基于监测数据由云模型求得的隶属度来确定大坝安全评价指标基本概率分配的方法,克服了传统方法主观性较强的缺点,结合D-S证据理论融合各监测指标基本可信度对大坝安全进行综合评判。结果表明,谷幅收缩变形可能是坝体倾向上游变形的主要原因,模型评判结果为大坝处于“基本正常”状态,与该高拱坝的实际情况基本相符,说明采用云模型求得的隶属度来确定大坝安全评价指标基本可信度分配的方法合理可行。

关键词：拱坝谷幅收缩变形云模型 D-S证据理论安全评价