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大豆脲酶诱导碳酸钙固化黄河泥沙水稳定性试验研究

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水利学报 2024年第1期55卷 71-79页

作者：王钰轲陈浩宋迎宾王振海钟燕辉张蓓郑州大学水利与交通学院河南郑州450001 重大基础设施检测修复技术国家地方联合工程实验室河南郑州450001 地下工程灾变防控省部共建协同创新中心河南郑州450001 黄河水利委员会黄河水利科学研究院河南郑州450003 水利部堤防安全与病害防治工程技术研究中心河南郑州450003

随着国家“交通强国”战略的提出,沿黄工程建设发展迅速,填筑用土需求剧增。黄河泥沙作为填筑材料的可行性已被证实,但其在多雨地区的服役性能需要改善,探索一种生态、高效的泥沙加固方法提高其水稳定性十分关键。本文基于酶诱导碳酸钙... 详细信息

随着国家“交通强国”战略的提出,沿黄工程建设发展迅速,填筑用土需求剧增。黄河泥沙作为填筑材料的可行性已被证实,但其在多雨地区的服役性能需要改善,探索一种生态、高效的泥沙加固方法提高其水稳定性十分关键。本文基于酶诱导碳酸钙沉淀(EICP)技术固化黄河泥沙的方法,分别开展了常规浸水条件和干湿循环条件下固化黄河泥沙的水稳定性试验,研究了浸水后试样的质量损失及强度折损情况,分析了干湿循环对固化后黄河泥沙试样强度软化系数的影响规律。结果表明:采用EICP技术固化的黄河泥沙试样浸水崩解过程相比原状试样更加缓慢;胶结液浓度1.5 mol/L的黄河泥沙试样长期(56 d)浸水后,几乎保持完整,质量损失率仅为6.36%,强度折损率仅为6.21%;10次干湿循环后,不同胶结液浓度处理后的黄河泥沙试样均出现了不同程度的颗粒松散和脱落现象,胶结液浓度1.5 mol/L、灌浆10次的黄河泥沙试样的抗压强度损失仅为9.96%,抗干湿循环能力最强。利用EICP技术可以有效的固化黄河泥沙并提升其水稳定性,这对推进黄河泥沙的资源化利用进程十分重要。

关键词：黄河泥沙 EICP 干湿循环质量损失强度损失软化系数

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紊动与盐度共同作用的黄河口黏性泥沙絮凝沉降试验研究

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水利水运工程学报 2024年第2期2024卷 91-99页

作者：陈柏文拾兵王俊杰巴彦斌中国海洋大学工程学院山东青岛266100 黄河河口管理局利津黄河河务局山东东营257091

为研究多因素共同作用对黄河口黏性泥沙絮凝沉降的影响,利用盐度、温度和紊动剪切率同时可控的沉降桶,开展黄河口黏性泥沙絮凝沉降系列试验,分析并厘清了盐度和紊动剪切率共同作用对黄河口黏性泥沙絮凝沉降的影响机制;基于正态分布的多... 详细信息

为研究多因素共同作用对黄河口黏性泥沙絮凝沉降的影响,利用盐度、温度和紊动剪切率同时可控的沉降桶,开展黄河口黏性泥沙絮凝沉降系列试验,分析并厘清了盐度和紊动剪切率共同作用对黄河口黏性泥沙絮凝沉降的影响机制;基于正态分布的多元非线性回归模型,建立了絮凝体沉降速度与紊动剪切率、盐度间的关系式,揭示出絮凝体沉降速度和粒径均随着紊动剪切率和盐度的增大呈现先增后减的规律。试验研究发现,黄河口泥沙最佳絮凝条件为紊动剪切率13~15/s、盐度7‰~10‰。研究结果有助于更好认识黄河口黏性泥沙颗粒的絮团发育和沉降过程。

关键词：黄河口黏性泥沙多元非线性回归模型紊动剪切率盐度

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跌坎溯源冲刷的影响因素与两种发展模式

中国科学：技术科学 2024年第7期54卷 1390-1398页

作者：杨飞王远见江恩慧黄河水利委员会黄河水利科学研究院郑州450003 水利部黄河下游河道与河口治理重点实验室郑州450003

水位降至水库淤积三角洲顶点高程以下时,顶点处形成的跌坎溯源冲刷是动态的河流裂点.本文采用水沙动力学模型模拟室内水槽试验和实际大型水库中的跌坎溯源冲刷过程.水槽试验模拟结果能够较好地反演非黏性沙跌坎的快速衰减过程和黏性沙... 详细信息

水位降至水库淤积三角洲顶点高程以下时,顶点处形成的跌坎溯源冲刷是动态的河流裂点.本文采用水沙动力学模型模拟室内水槽试验和实际大型水库中的跌坎溯源冲刷过程.水槽试验模拟结果能够较好地反演非黏性沙跌坎的快速衰减过程和黏性沙跌坎的持续稳定溯源冲刷过程.非黏性沙跌坎冲刷后河床坡度较大且大于上游顶坡,跌坎快速衰减.黏性沙跌坎中水流切应力超过临界起动切应力的部分才能产生冲刷,最大冲刷位置靠近跌坎底部,使得跌坎能够持续稳定存在.对于小浪底水库的淤积三角洲,黏性沙跌坎在2020年汛期低水位运行时呈现逐渐衰减的溯源冲刷过程,模型较为准确地模拟了该跌坎的位置变化与冲刷塑造的淤积纵剖面.实际大尺度黏性沙跌坎与水槽试验中非黏性沙跌坎的溯源冲刷过程更为接近.结合数值模拟算例可以确定跌坎存在两种溯源发展模式:衰减型跌坎和增强型跌坎.两者塑造的地形差异明显,增强型跌坎下游河床坡度比上游要缓,而衰减型跌坎相反.非黏性沙跌坎属于衰减型跌坎.跌坎高度、跌坎顶坡坡度、泥沙粒径、单宽流量等控制变量均存在阈值,使得跌坎在衰减型和增强型之间变化.

关键词：溯源冲刷水库三角洲衰减型跌坎增强型跌坎黏性沙

黄河下游冲积平原试验区土壤水分特征曲线的传递函数研究

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节水灌溉 2024年第6期 54-62页

作者：湛江刘颜珲王琳潘登蔡金龙黄河勘测规划设计研究院有限公司郑州450003 河南省自然资源监测和国土整治院郑州450016 河南省自然资源科技创新中心地下水资源调查监测研究所郑州450016 水利部黄河流域水治理与水安全重点实验室(筹) 郑州4500035 南京水利科学研究院南京210029

黄河下游冲积平原区是我国重要的粮食生产基地和工业集聚地,该地区土壤水力学参数的获取,对于保障用水安全和指导农业生产具有重要意义。为建立黄河下游冲积平原区的土壤水分特征曲线传递函数(PTFs),以河南省兰考县闫楼乡作为黄河下游... 详细信息

黄河下游冲积平原区是我国重要的粮食生产基地和工业集聚地,该地区土壤水力学参数的获取,对于保障用水安全和指导农业生产具有重要意义。为建立黄河下游冲积平原区的土壤水分特征曲线传递函数(PTFs),以河南省兰考县闫楼乡作为黄河下游冲积平原试验区,基于多元非线性逐步回归和单因素扰动方法,建立了包气带土壤水分特征曲线的PTFs,并分析了影响因素敏感性。研究结果显示,实测土壤水分特征曲线以及土壤理化性质参数呈现较强变异性,所建立的PTFs精度良好,具备应用推广价值。多元回归结果表明,土壤颗粒组成是本文PTFs的主要影响因素,其中黏粒含量对PTFs最为敏感,砂粒含量次之,粉粒含量最弱。在其余5个土壤理化特性中,对PTFs的相对敏感的因素是pH值和分形维数。研究表明,土壤物理化学性质与土壤水分特征曲线模型参数的关系复杂,并非一般线性或单调关系。尽管土壤物理化学性质参数可以提高PTFs精度,但土壤颗粒组成是影响土壤水分运动的根本原因,其作为构建PTFs的关键因素不可忽略。在实际应用中,PTFs使用者可根据所掌握数据的实际情况,结合影响因素敏感性,决定影响因素的取舍。

关键词：黄河下游冲积平原土壤水分特征曲线土壤传递函数多元逐步回归分形维数参数敏感性

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桩基在垂直荷载作用下的破坏特性与承载力

人民黄河 1985年第2期 30-36页

作者：牟玉玮王曰中山东黄河河务局黄河洛口桩基试验研究组

本文根据现场实测资料,分析了垂直荷载作用下群桩的破坏特性,提出了极限承载力的计算模式,对惯用的“等代墩基”计算莫式作了验正;群桩桩侧土的实测变形范围要大于线弹性理论的分析结果;桩端阻力破坏属于“单独贯入破坏”,不产生“整体... 详细信息

本文根据现场实测资料,分析了垂直荷载作用下群桩的破坏特性,提出了极限承载力的计算模式,对惯用的“等代墩基”计算莫式作了验正;群桩桩侧土的实测变形范围要大于线弹性理论的分析结果;桩端阻力破坏属于“单独贯入破坏”,不产生“整体剪切破坏”。

关键词：群桩极限承载力桩距折减系数桩群端阻力破坏特性桩基

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桩基在水平荷载作用下的破坏特征

人民黄河 1985年第4期 39-46页

作者：牟玉玮王臼中黄河洛口桩基试验研究组山东黄河河务局

本文通过群桩在水平荷载作用下的破坏特征试验,提出在用试桩资料确定群桩水平承载能力时,应考虑群桩水平效率系数。对较重要的工程,应通过原型双桩试验,再用双群效率系数,推求原型群桩的水平承载力。

关键词：桩承台群桩水平承载能力桩基荷载作用桩顶应力破坏特征效率系数桩组桩间土体

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黄河防汛抢险技术虚拟试验场构建技术研究

中国防汛抗旱 2024年第7期34卷 37-41页

作者：于国卿李书霞李趁趁黄河水利委员会黄河水利科学研究院郑州450003 水利部堤防安全与病害防治工程技术研究中心郑州450003 郑州大学郑州450001

黄河防汛抢险技术试验场由“虚”“实”两部分组成,虚拟平台是实体试验场的数字孪生体。以建设黄河防汛抢险技术虚拟试验场为目标,依托总体布置方案对场地结构进行分解,针对7组模块化构件,通过实体尺寸参数驱动三维模型,同时根据附加材... 详细信息

黄河防汛抢险技术试验场由“虚”“实”两部分组成,虚拟平台是实体试验场的数字孪生体。以建设黄河防汛抢险技术虚拟试验场为目标,依托总体布置方案对场地结构进行分解,针对7组模块化构件,通过实体尺寸参数驱动三维模型,同时根据附加材质对不同构件分别进行多边形建模和曲面建模;采用C4D等工具构建三维场景;采用光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)方法求解纳维—斯托克斯方程组,基于Realflow软件在蓄水池内生成流体粒子和网格,在时间、空间两个维度获取粒子水力要素;采用Octane render对三维场景和流体网格进行渲染。最终构建完成强真实感、高可信度的试验场虚拟场景。

关键词：黄河防汛抢险试验场三维 Realflow 数字孪生

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罗玉沟流域水沙变化趋势及影响因素

水土保持研究 2024年第1期31卷 151-158页

作者：秦瑞杰李平肖培青马田铂王柯凡黄河水利委员会天水水土保持科学试验站甘肃天水741000 黄河水利科学研究院水利部黄土高原水土保持重点实验室郑州450003

[目的]探讨小流域水沙变化趋势及影响因素,为黄土高原丘陵沟壑区水土流失治理和水土保持措施布设提供参考依据。[方法]采取Spearman秩次相关检验方法、累积距平法和双累积曲线法等对黄土丘陵沟壑区罗玉沟流域1986—2016年降水量、径流... 详细信息

[目的]探讨小流域水沙变化趋势及影响因素,为黄土高原丘陵沟壑区水土流失治理和水土保持措施布设提供参考依据。[方法]采取Spearman秩次相关检验方法、累积距平法和双累积曲线法等对黄土丘陵沟壑区罗玉沟流域1986—2016年降水量、径流量和输沙量变化趋势和演变过程进行分析。[结果](1) 1986—2016年罗玉沟流域年降水量趋势性变化不显著;流域年径流量和年输沙量变化具有明显的阶段性,以1993年为界,年径流量和年输沙量呈显著降低趋势。(2)降水和水土保持措施影响罗玉沟流域年径流量和输沙量,不同降水水平年,降水和水土保持措施对流域水沙变化的影响不同,水土保持措施使流域枯水年份径流量和输沙量减少最为显著。(3)水土保持措施对年径流量和年输沙量的减少贡献率分别为83.50%和80.97%。[结论]降水量变化不显著的情况下,水土保持措施对罗玉沟流域年径流量和年输沙量的减少起主导作用,水土保持综合治理对枯水年径流量和输沙量的影响幅度最大。

关键词：黄土丘陵沟壑区罗玉沟流域水沙变化影响因素

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大厚度非连续湿陷性黄土浸水变形特征分析

地质力学学报 2024年

作者：刘建磊卫童瑶惠寒斌姜耀飞黄河勘测规划设计研究院有限公司

非连续分布的黄土地层在我国关中平原地区广泛分布，由于其特殊的地层结构，在评价地基湿陷性时自重湿陷量的室内计算值与现场实测值有较大的差异。为此，以关中盆地渭河北岸黄土塬地层为研究对象，开展了室内湿陷性试验和现场大型试坑... 详细信息

非连续分布的黄土地层在我国关中平原地区广泛分布，由于其特殊的地层结构，在评价地基湿陷性时自重湿陷量的室内计算值与现场实测值有较大的差异。为此，以关中盆地渭河北岸黄土塬地层为研究对象，开展了室内湿陷性试验和现场大型试坑浸水试验，对比了现场与室内湿陷量差异的影响因素。同时在结合数值计算的基础上，分析了现场浸水试验的渗流特征。研究内容得出了以下几点结果：（1）该场地现场试验和室内试验的自重湿陷量比值小于0.1，产生此差异的原因包括黄土地层的非连续性和不均匀性、室内试验的取样扰动因素以及现场试验的浸水条件差异。（2）黄土的非连续性形成的层拱效应是造成室内试验与现场试验差异的主要原因。其削弱了部分向上传递的变形、阻碍了向下传递的自重应力，同时造成渗流过程的不连续。（3）计算自重湿陷量时，可采用根据地层时代分层的计算方法，此方法可为该地区未来的工程建设提供理论指导。

关键词：湿陷性黄土现场浸水试验湿陷变形特征黄土-古土壤