国际水土保持研究的可视化图谱分析

以Web of Science数据库1996—2015年水土保持文献数据为对象,运用CiteSpace可视化分析软件对引文数据进行了分析和处理,以知识图谱的方式,梳理了国际水土保持研究的文献增量趋势、学科交叉和分布、作者和国家或地区的合作网络,以及水土保持研究的知识基础和热点关键词时间演进等内容。研究认为:国际水土保持研究文献数量呈明显增长趋势;学科领域跨度较大,交叉融合较多;作者合作网络具有丰满的树状生长图结构,表现出较好的合作生态链;国家或地区合作网络紧密,部分国家或地区在合作中发挥了重要的媒介联结作用;筛选的知识基础文献具有较好的代表性,是水土保持研究的奠基性基础知识;突发性关键词的热点趋势变化为相关学者的进一步研究及政府管理决策提供了参考。     

饱和度及干密度对弱膨胀土土水特征曲线影响

采用滤纸法测量不同干密度下试样的总吸力与基质吸力,并绘制相应的土水特征曲线,分析饱和度与干密度对土水特征曲线的影响.实验结果表明:在饱和度一定时,总吸力与基质吸力均随干密度的增大而增大;随饱和度增大,不同干密度的总吸力差值和基质吸力差值逐渐减小;另外,试样的排水速率随饱和度的增大而减小,且干密度越大,排水速率越慢.在较低含水率时,试样的总吸力和基质吸力随干密度的增大而增大,随含水率的增大,干密度对总吸力和基质吸力的影响逐渐弱化.     

增湿过程中结构性黄土强度对抗滑桩间距的影响

【目的】探讨增湿、扰动作用下结构性参数降低对土性参数和抗滑桩间距的影响。【方法】通过单轴压缩试验,分析初始结构性参数随含水率变化的规律以及构度指标变化对结构性土黏聚力和内摩擦角的影响。在抗滑桩拱端的土拱效应中,通过静力平衡方程建立拱间距与黏聚力的关系,并将构度指标对黏聚力的影响引入公式,从而分析构度指标变化对土拱间距的影响。【结果】构度指标随含水率的增大而减小,构度指标减弱导致黏聚力明显降低而内摩擦角变化较小,在增湿过程中将构度指标引入抗滑桩间距计算公式,其变化直接影响到抗滑桩间距的大小。【结论】构度指标是影响抗滑桩间距大小的最主要因素之一,在抗滑桩设计中引入结构性参数这一指标,为合理确定抗滑桩间距提供了一种新的方法和理论。     

流冰对引水隧洞撞击破坏力学特性数值分析与验证

寒旱地区冬季寒冷,昼夜温差大,长距离输水工程在解冻期易形成流冰,不同尺寸的流冰对隧洞形成不同的挤压力或撞击力,甚至导致衬砌破损,工程失效。该文通过深入研究流冰与引水隧洞碰撞时的相互作用问题,并利用有限元接触-碰撞算法的对称罚函数算法,进行了流冰撞击引水隧洞衬砌的接触-碰撞算法的理论分析。应用ANSYS/LS-DYNA软件,建立隧洞模型和流冰模型,选用LS-DYNA SOLVER求解器进行求解,分析流冰对隧洞的破坏程度;并通过物理模型试验采用几何比尺为C_l为28进行验证,揭示流冰对引水隧洞的撞击破坏机理。结果表明:流冰在不同流速、不同平面尺寸、不同厚度等工况下,流冰与隧洞衬砌碰撞时,隧洞衬砌表面会产生不同程度的变形和破坏;随着流速增大,撞击应力值也相应增大,两者呈线性关系;当流冰平面尺寸变化时,其撞击应力随着流冰平面尺寸的增大而增大,两者呈非线性关系;当流冰厚度增加时,流冰厚度小于0.5 m时,撞击力随着流冰厚度的增大而增大;其厚度超过0.5 m时,撞击应力值变化不大,其流冰平面尺寸和最大应力呈现近似线性关系。同时,通过软件模拟和试验观测得出的计算结果基本一致,流冰与隧洞衬砌碰撞时,隧洞衬砌表面会产生不同程度变形,变形对隧洞稳定性影响不大。但是,流冰冲刷会导致隧洞衬砌表面破碎,长期会影响结构的强度与稳定性。其结果可为寒旱地区冬季输水工程安全提供理论支撑和技术保障。     

基于WPI的水安全评价体系研究

针对水安全评价问题,介绍了水贫穷指数(WPI)。根据我国实际情况对水贫穷指数中的水安全评价指标进行深入研究,并在此基础上提出适合我国流域的水安全评价指标。以石羊河流域为例的应用证明了该指数能够清晰地反映威胁流域水安全的因素的具体特征,通过水安全分级的方法可以确定各特定区域的水安全级别,为制定水安全预警机制提供依据。     

灌溉管网非恒定流计算机实现方法

为了研究灌溉管网非恒定流计算机实现方法,基于非恒定流的基本原理及其特征线(MOC)解法,探讨了采用节支关联表和支节关联表建立管网结构信息,并对管网数据进行储存、计算和结果输出的方法,在计算过程中通过数组储存不同的节点类型及管网参数供计算机调用。通过实例对典型喷灌管网的非恒定流过程进行了计算并分析。结果表明,该方法储存管网结构信息简单方便,计算机能够快速识别节点类型并调用相应的边界条件子程序,本方法可用于复杂灌溉管网的非恒定流建模与分析。     

大体积混凝土锚碇温度场与温度应力场仿真分析

大体积混凝土是大型桥梁建设中必须面对并认真解决的新课题.结合厦门海沦大桥大体积混凝土锚碇分层浇筑动态施工过程.基于三维非稳定温度场和徐变应力有限元法,对锚碇施工期和运行期的温度场、温度应力进行了仿真计算.计算中考虑了外界气温的周期变化、太阳辐射、水化生热、浇筑温度、分层厚度、徐变及混凝土弹性模量随龄期变化等因素的影响.仿真结果给出了温度场、温度应力的特性、分布及其随时间变化规律.通过仿真分析,能预测大体积混凝土结构中任一点任何时刻温度、应力及是否会开裂等信息;能细致地进行混凝土结构的防裂研究,客观地评价所制定的施工方案是否合理,提高工程的抗裂能力与安全性;提出相应的温控措施,为类似工程提供参考依据.     

基于物元可拓模型的黄河兰州段突发水污染安全评价

[目的]科学评价黄河流域突发水污染安全等级,为提高黄河流域突发水污染事件应急响应能力提供参考。[方法]基于科学性、整体性、数据可获得性等原则,通过PSR模型遴选16个与黄河兰州段相关指标构建评价指标体系,并以黄河兰州段2014—2019年数据为基础,采用GRA-PCA组合确定指标权重,运用物元可拓模型得到其突发水污染安全评价等级。[结果]黄河兰州段突发水污染安全等级2014年为Ⅱ级(重大危险);2016年为Ⅰ级(特别重大危险);2015,2017—2019年为Ⅲ级(较大危险)。整体有从Ⅱ级(重大危险)向Ⅲ级(较大危险)降低的趋势。这与近年来甘肃省对黄河治理取得的效果基本一致。[结论] GRA-PCA物元可拓评价模型方法合理,具有可操作性,能够对黄河兰州段突发水污染安全等级进行准确评价,同时也为其他流域的突发水污染安全等级评价提供借鉴。     

一种钢构件疲劳可靠度的计算方法

本文在假定疲劳寿命服从威布尔分布的基础上导出了钢构件疲劳可靠度的计算式。     

膜孔灌条件下不同氮肥施用后的转化特性研究

通过室内入渗试验,研究了膜孔灌条件下不同氮肥的转化特性。结果表明,施入铵态氮肥后土壤铵态氮含量在膜孔中心垂向表层0～5．5 cm内变化,再分布15 d土壤铵态氮损失了68％,再分布20 d铵态氮基本完全转化;随再分布时间的延长,硝态氮的含量在土壤表层10 cm范围内逐渐增加,在10 cm以下,硝态氮的含量7 d前先增大再减小,7 d后一直增大。施入硝态氮肥后,硝态氮含量7 d内变化很小,7～10 d内明显减少,10 d以后减少缓慢。施入尿素后,土壤中铵态氮在5 d后达到峰值,20 d后下降至土壤的本底值;而土壤硝态氮一直平稳升高,于施肥20 d后达到最大值;土壤铵态氮含量和硝态氮含量均沿着远离膜孔中心的方向逐渐减小。