基于平均紊动结构下明渠水流流速分布研究

【目的】揭示明渠水流外区域流速分布偏离传统对数定律的潜在机理。【方法】基于猝发现象,根据雷诺纳维-斯托克斯方程推导出了描述明渠水流流速分布的改进模型,并通过多组试验工况对改进模型的准确性进行了验证。【结果】(1)该模型的分析结果与明渠中内/外区域的流速分布均吻合较好,仅有1.1%左右的误差;(2)将试验结果与当前应用较为广泛的YL、ML和CL定律对比,这些定律预测的结果与外层区域的实测数据相比分别存在3.1%、4.5%、5.2%左右的误差。【结论】二维均匀流中存在尾流定律的原因来自于流速的上下紊动,这种紊动造成外区水流的流速微降。     

地下滴灌灌水下限与灌水器流量对冬小麦生长发育的影响

为探明地下滴灌条件下灌水下限与灌水器流量对冬小麦生长的影响,采用3种灌水器流量(0.1、0.9和1.5 L/h)与2种灌水下限(试验地土壤田间持水量的80%和60%)的全因素试验,分析不同试验处理对土壤水分分布及冬小麦生长的影响。结果表明:试验处理下较高流量的地下滴灌灌溉水分下渗量较大,使得40～80 cm土层土壤含水率提高,较小流量的地下滴灌水分主要保存在上层土壤;灌水下限为80%田间持水量较60%田间持水量能够促进冬小麦株高、叶面积指数、干物质积累量和产量的增加,同时能够减缓灌浆期旗叶叶绿素含量的降低;不同灌水器流量处理以0.9 L/h处理冬小麦叶面积指数最高,提高灌水器流量能够减缓灌水下限为60%田间持水量处理下灌浆期旗叶叶绿素含量的降低。综合作物生长、产量及水分利用效率,本试验条件下最优灌溉制度为,灌水下限80%田间持水量,灌水器流量0.9 L/h。     

基于离散元法植物根系对黏性土坡稳定性的影响

针对传统有限元方法不能够从细观尺度研究植被固坡作用的问题,采用离散元模型结合强度折减法,研究植被护坡位置对黏土边坡稳定性的影响。模拟结果表明:1)应用离散元模型结合强度折减法得到的无护坡情况下边坡安全系数为1.08,应用有限元模型得到的安全系数为1.09,表明采用离散元模型结合强度折减法分析边坡稳定是可行的;2)植被护坡位置对黏土边坡稳定性具有不同程度的影响:仅在坡面、坡脚或者坡顶种植植被时,植被对边坡的稳定性影响很小;3)当在坡面与坡脚或者坡顶与坡底都种植植被时,植被对边坡的稳定性具有较大影响,且当在坡顶、坡面和坡底全都种植植被时,对边坡稳定性的影响最大,边坡稳定性最高。研究结果为实际工程中植被护坡铺设位置的选择提供了相应的理论依据。     

松干堤防加高培厚工程土工格栅加筋稳定性研究

为了深入研究土工格栅在加高培厚堤防工程中的加固作用,以松花江干流第九标段典型堤防断面为例,运用有限元法对加高培厚堤防进行了分析,研究了不同的开挖和加筋形式对堤防稳定性和沉降的影响。研究结果表明:基于提出的加高培厚堤防的优化方案,经过加筋处理后,堤防坡比优化为1∶1.37,安全系数从1.08提升至1.63,土地使用面积减小了36.9%,单位长度加高培厚工程所需土方量减少约20 m3;开挖台阶和加筋都可减小沉降,加筋相比开挖台阶作用更明显,共同使用效果最好;加筋位置越靠近堤防底部,降低堤防差异沉降的效果越明显,加筋层数多比加筋层数少的效果好,在实际工程中,并不是越多越好,应综合考虑经济及工程效益,合理选择加筋处治方案。     

挡水结构地震动水压力时域有限元分析

根据可压缩流体运动方程，推导建立了求解挡水结构动水压力的时域有限元公式。所建议的分析方法能够考虑表面重力波的影响、水体可压缩性、水库上游辐射阻尼等各种因素作用。通过算例，主要讨论了库水表面波、水体可压缩性等因素对动水压力的影响。