扁钻头冲切法建造薄壁防渗墙槽孔施工方法

板式扁钻头冲切成槽法是在冲击成槽法基础上,对冲击十字钻头(或圆钻头)用板式扁形钻头加以替换改进,对建造防渗墙地层冲切成槽,辅以同一个槽孔内同时采用正、反循环法代替传统的抽砂筒除渣等工艺加以改进而形成的一种防渗墙槽孔建造方法。该方法成功解决了砂卵石、孤石、漂石地基以及强风化岩基难于建造防渗墙槽孔的问题。     

砂粒运移对砾石充填层损害试验与数值模拟

为了研究储层砂粒运移、堵塞对砾石充填层损害造成的砾石充填防砂水平井产能的影响,采用室内驱替试验,应用实际油井出砂和充填砾石模拟了不同砾石与地层砂粒径比情况下,砂粒的运移对砾石充填层渗透率的损害规律及砾石充填层堵塞机理.结果表明:砂粒运移、侵入及堵塞导致砾石层渗透率发生明显变化,地层砂与砾石层接触面附近损害最为严重.根据砾石与地层砂粒径比及砂粒入侵程度不同,砾石层挡砂机理主要为地层砂未侵入、浅层桥接、深层桥接、孔隙充填和地层砂完全通过5种类型;根据试验结果,采用线性回归法建立了单位体积砾石层内地层砂堵塞量动态模型并数值仿真模拟软件,对砂粒在砾石充填层中的运移过程进行数值仿真模拟,模拟结果与试验结果基本一致.对定量评价地层砂颗粒运移对砾石层损害及油井产能预测有重要意义.     

G.W.S.人造上的研究

介绍了作者开发的一种人造土。这种人造土由聚醋酸乙烯(P.V.A.)胶(G)、水(W)和硅砂(S)按一定比例混合而成,称为G.W.S.人造土,用以模拟田间土壤供小型土槽用。通过大量的样本试验及试验数据的处理,给出了G.W.S.人造土的成分比例、干燥方式、干燥时间与强度的关系曲线及回归方程,使用者可以根据需要选择使用。     

端部效应修正螺旋窄槽理论应用于液膜机械密封的解析法

针对螺旋槽上游泵送机械密封的研究和设计过程中,利用未考虑修正因素的近似解析法所得结果与试验结果偏差进行比较,为准确、高效地解析计算螺旋槽上游泵送机械密封的性能,考虑液体进入螺旋槽时会产生压力损失的“端部效应”,对螺旋槽根处的压力进行了修正,获得了修正后的液膜压力分布近似解析表达式和密封的开启力.并将开启力与未修正的近似解析计算结果、数值模拟结果和试验结果进行了比较.结果表明:修正后的近似解析计算结果与数值模拟结果和试验结果基本吻合,当密封处于低压差工况时,与数值模拟结果的平均相对误差为19％,最大相对误差为62％,与试验结果的平均相对误差为86％,最大相对误差为155％;当密封处于高压差工况时,与数值模拟结果的平均相对误差为19％,最大相对误差为25％.研究结果可为上游泵送机械密封等液膜润滑机械密封的研究、设计和应用提供参考.     

压砂地不同砂土混合比下土壤水分蒸发动态研究

为了研究不同砂土混合比覆盖下对土壤蒸发的影响,通过田间土柱基础实验,采用微型蒸渗仪测定水分蒸发变化。试验采用完全试验,选取降雨量、砂土混合比两个因素,各五水平处理,即设置5个模拟降雨量(6、9、12、15、18mm)和5种砂土混合比例(0%、25%、50%、75%、100%)的土壤蒸发试验。研究结果表明:同一砂土混合比处理的土壤,随着模拟降雨量(试验灌水量)的增加土壤体积含水率略有增加,不同灌水量处理的土壤体积含水率随土层深度的变化趋势基本相同;与裸土相比,土壤覆砂能够大幅度减少土壤水分蒸发,砂土混合比25%、50%、75%、100%(全覆砂)处理的土壤比裸土(砂土混合比0%)的累积蒸发量分别减少5.4%、21.0%、36.2%、45.3%;砂土混合比越大,土壤日蒸发量和累积蒸发量越小,砂土混合比为100%的抑制蒸发效果最好。砂石覆盖可以有效抑制土壤水分蒸发,并且这种抑制作用强弱与砂土混合比密切相关。研究结论可为中国旱区农田砂石覆盖实践提供必要的指导,为提高压砂地水资源高效利用和可持续发展提供数据支撑。     

基于数值模拟的水田刀片切泥制浆功率损耗分析

针对水稻稀泥育秧制浆机刀片切割泥浆过程中的功率损耗问题,运用Box-Benhnken design(BBD)中心组合方法对水田刀片参数进行了试验研究。根据折弯角、折弯高度、副刀角度3因素进行正交试验设计,建立3维响应面模型,分析了各因素对功率损耗的影响;同时采用数值模拟对水田刀片切割泥浆的作业过程进行仿真,并与泥浆槽实验结果对比分析。研究结果表明:①功率损耗影响显著性顺序为折弯高度>折弯角>副刀角度,其对功率损耗的贡献率分别为2.35、2.26、1.46;②在研究范围内,折弯角越大、折弯高度越小、副刀角度越小,越能够节省功率损耗;③泥浆槽试验与计算流体动力学商用软件模拟的均值误差为7.44%。     

人工降雨设备在农田水文试验中的应用进展

人工降雨设备是农田水文试验中的重要供水设备,为农田水文中降雨入渗、水土流失、溶质运移等研究提供了有效的降雨模拟手段,避免了天然降雨的不确定性,人工降雨影响试验结果的准确性。本文对国内外人工降雨设备在农田水文试验中的应用进行了研究。从分类、原理以及应用领域等方面对国内外人工降雨设备进行梳理、归纳、总结与展望,人工降雨设备主要分为针头式、悬线式、管网式与喷头式4类,其在农田水文学研究领域主要应用在土柱试验、土槽试验以及大田试验中,针头式人工降雨设备在土柱试验中应用较多,喷头式人工降雨设备在土槽试验和大田试验中应用最为广泛,管网式和悬线式人工降雨设备在农田水文相关试验中应用较少,今后人工降雨设备还有望进一步向自动化、智能化、精准化和便携化发展。     

灌区末级渠道量水设施水流水力特性数值模拟

针对支渠以下末级渠道流量量测精度高和水头损失小的要求,寻求不同量水槽与流量相匹配的适用条件。采用标准k-ε方程模型模拟不同流量情况下巴歇尔槽和长喉道槽内的水流水力特性,分析了不同流量条件下的模拟精度、水面线、流速、流线及水头损失变化。结果表明：(1)巴歇尔槽和长喉道槽的流量模拟误差均在10%以内,但巴歇尔槽模拟精度整体优于长喉道槽,巴歇尔槽流量模拟精度随流量增加而增加,而长喉道槽模拟精度随流量增加而降低。(2)巴歇尔槽和长喉道槽均对上游渠道产生壅水作用,但相比于长喉道槽,巴歇尔槽内水面线降落比较平缓,导致同流量下巴歇尔槽水头损失小于长喉道槽。(3)由于巴歇尔槽喉道壅水作用明显,巴歇尔槽喉道内流速增大是产生水头损失的主要原因,而长喉道槽产生水头损失的主要原因为槽底部断面变化。因此,综合考虑下巴歇尔槽适合于渠道小流量量测,长喉道更适合渠道大流量量测。     

基于响应面法的上游泵送机械密封优化

为了找出更有效的优化方法,在考虑空化模型的基础上,以螺旋槽的几何参数(槽深h、螺旋角α、槽径宽径比β以及槽区宽度比γ)为设计变量,以泄漏量为优化目标,采用均匀试验设计法设计了50组机械密封端面槽型几何参数值,并利用CFD方法计算目标函数值,从而建立端面槽型几何参数和泄漏量的回归模型.运用Matlab软件绘制等值云图,利用响应面法分析端面槽型几何参数槽深、螺旋角、槽径宽径比以及槽区宽度比之间的交互作用对泄漏量的影响,并对机械密封微间隙内流场进行数值模拟验证,从而得到端面参数的最佳组合.研究表明:采用响应面法对上游泵送机械密封进行优化可行;螺旋槽的槽深h、螺旋角α、槽径宽径比β、槽区宽度比γ分别在6~12 μm,16°~20°,0.35~0.55和0.45~0.6取值时,能够获得更好的密封性能.     

水利工程中防渗技术探析

随着时代的进步与科技的发展,工程防水技术也有了一定的提高,尤其是水利工程中防渗技术的处理得到了广泛的应用。我国的防堵模拟实验发展,狭缝、滚珠或弹子床、砂床模拟的动静态相结合的堵漏试验所占的比重比较大,还有一部分是进行夹持岩芯堵漏试验和堵漏过程的相关模拟试验。这种情况下,进行防堵实验评价比较重要,有助于形成统一的评价标准和方法。     

T型槽柱面气膜槽型参数数值计算研究

为了找出T型槽柱面气膜密封最优槽型搭配,探究T型槽柱面气膜密封槽型参数对其密封性能的影响,采用CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟结合正交试验,针对T型槽柱面气膜密封槽型中槽数、槽深、坝长槽长比、槽台宽比等槽型参数,对泄漏率、浮升力、气膜刚度、漏刚比等T型槽柱面气膜密封的性能参数的变化作进一步分析。正交试验采用极差分析的方法得到了影响T型槽柱面气膜密封性能槽型参数的主次顺序。试验表明,槽深是影响T型槽柱面气膜4个性能参数的首要槽型参数,浮升力及泄漏率主次要槽型参数一致。     

盐土改良中砂柱的作用机理研究

采用室内土柱模拟试验结合田间试验的方法对砂柱在盐土改良中的作用机理及应用效果进行了初步研究。结果表明：在土柱模拟试验中,设置砂柱的土柱3次淋水水分平均下渗速率达到0.132 mm/min,是未设置砂柱的1.73倍;含盐量由3.78%降低至0.51%,淋盐效率是未设置砂柱的1.45倍;其淋水后pH值较未设置砂柱的降低了0.12,田间试验区淋水后表现出和土柱试验相似的规律。同时,随着砂柱密度的增加,土壤脱盐率、脱盐均匀度提高,抑制pH值升高效果增加,砂柱间距0.67 m的田间试验区土壤脱盐率达到83.9%,垂直方向均匀度差值为3.9%,而未设置砂柱的脱盐率仅为53.2%,均匀度差值达到33.1%,前者pH值相对后者降低了0.59。在一定范围内,盐土含盐量、pH值及水分下渗速率显著线性相关,随着淋水速率加快、pH值升高,盐土含盐量降低。综合考虑各方面效果砂柱处理以间距0.67 m为最佳。     

基于有限元的自平衡桩基荷载箱位置确定性分析

自平衡测试作为一种新型的桩基静载试验在工程实践应用过程中往往存在荷载箱位置难于确定,以致影响工程试验精度问题。传统荷载箱位置的确定主要采用规范经验值法和数值模拟法:规范经验法岩土参数是根据规范或室内土工试验所得,但与实际场地取值存在一定偏差;而数值模拟法精度虽也依赖岩土参数准确性,但却能够很好模拟桩-土间相互作用。因此依据工程实例将两种方法相结合,对试桩分批试验,首先通过规范经验值法确定桩基平衡点位置和进行数值模拟,根据实际测试结果优化数值模型参数,然后用优化数值模型计算后续试桩的平衡点位置,结果表明该方法能够很好确定平衡点位置。     

减小船式车辆船体起步阻力的电渗试验研究

对电渗法在减小船式车辆船体起步阻力的应用进行了室内土槽试验研究,通过正交试验得出影响电渗减阻效应的主要因素,并对各主要影响因素进行分析和深入试验,建立了电渗减阻效应与各因素之间的数学模型,从而为电渗效应影响因素的取值范围的优化选择和实际车辆中的应用提供了一定的依据。     

砂壤土中目标物的GPR图像解译及土壤含水量反演

通过砂壤土人工土槽试验,对探地雷达技术在土壤剖面特征探测和土壤含水量测定方面的应用展开了研究。结果表明:通过对雷达图像的合理处理和解译,可以很好地获取土壤中异常体的位置特征信息;分析雷达波在土壤中传播速度的变化,明确基于探地雷达的土壤剖面平均含水量测定方法的适用性和准确性。为探地雷达技术在土壤学领域的应用提供了依据。     

生物炭对砂壤土氮素淋失的影响试验研究

通过室内土柱模拟试验,研究了生物炭对砂壤土的p H值、电导率及氮素淋失的影响。试验设5个生物炭添加比例,分别为0(CK)、1%(T1)、2%(T2)、4%(T3)、6%(T4)。结果表明,p H值和电导率均随生物炭添加比例的增加呈逐渐升高的趋势,其中,各处理砂壤土的电导率较CK分别提高了2.79%、10.88%、11.30%、12.50%。土壤淋溶液中氮素随生物炭添加比例的增加,呈逐渐减小趋势,氮素累积淋溶量也逐渐减小。各处理淋溶液中氮素的淋失总量较CK分别降低了2.89%、7.41%、9.50%和12.25%。研究表明,生物炭能够有效改变砂壤土的理化性质,降低氮素的淋失量,降低地下水面源污染的风险。     

桨叶式搅拌槽内部流场数值模拟及PIV试验

对搅拌槽内的混合过程进行了三维数值模拟,采用多重参考系法（MRF）以及标准k-ε模型,分析了搅拌槽内液体的流动情况.为了了解采用的叶轮模型能否有效地搅拌液体,分析了搅拌槽内垂直面和水平面的速度分布情况.运用PIV技术对搅拌槽内的真实流动情况进行了研究和探讨.通过比较搅拌槽液面、叶轮排放区、叶轮流入区以及槽底的速度分布与数值模拟速度分布之间的差异,发现数值模拟和试验所反映的轴向速度增减趋势相同,但最大速度点的差别有所不同：模拟值和试验值在池底基本吻合,在叶轮排放区和流入区分别相差12.8%和14.2%,在池面相差较大.这肯定了数值模拟对试验研究的预测作用,可为搅拌器的选型和设计提供参考.     

迷宫流道内固体颗粒运动的CFD模拟及PIV验证

针对迷宫流道灌水器结构细微复杂的特点,分别采用计算流体动力学CFD模拟方法和粒子图像测速仪PIV观测方法,对固体颗粒在迷宫流道内的运动规律进行了模拟研究与试验观测,并对2种方法的研究结果进行了分析,结果表明:CFD模拟不同直径、不同密度的固体颗粒运动时,其模拟轨迹线与实际运动线非常接近;当颗粒直径较小(65 μm)或密度较小(镁粒,1 740 kg/m3)时,CFD模拟的颗粒通过的路程与实际运动路程的偏差很小,而直径或密度较大的颗粒偏差比较大,其原因是直径或密度较大的颗粒实际运动时更加靠近主流区;采用CFD模拟颗粒运动速度是可行的,但颗粒实际运动时,保持高速的时间长于CFD模拟.     

离心泵水动力噪声研究综述

从组成部分、理论研究、数值计算研究以及试验研究4个方面介绍离心泵水动力噪声的研究现状.在国内外学者研究工作的基础上,从内声场和外声场2个方面详细概述了离心泵水动力噪声的组成部分及影响因素的研究现状,其中内声场从噪声的频谱特性可分为离散噪声和宽带噪声,离散噪声主要是由于动静干涉导致,能量集中在叶频及其谐频; 而宽带噪声的研究目前还有很多工作待开展.FW-H方程是声比拟理论中计算离心泵水动力噪声的基本方程,应用广泛,同时涡声理论也表现出其很好的发展前景.基于声比拟法的混合数值模拟是目前离心泵水动力噪声模拟的主流途径,而诸如线性欧拉法(LEE)等声传播方程法的应用相对较少,未来随着对离心泵中高频段噪声研究的深入,声传播方程法也将会得到应用.用水听器构建双端口模型,可以准确测得离心泵低频段噪声,但该方法对试验条件要求较高,成本较大; 麦克风阵列法在测量离心泵内部声场中的高频段噪声成分时具有良好的研究前景.最后提出在未来的研究中需要解决的难题以及值得关注的方向.     

喷灌条件下 花生需水规律试验研究

花生喷灌试验是水电部原科技委1978年下达的试验研究项目。山东省栖霞县是有代表性的主要试点之一。该试点选在盛产花生的胶东山丘区,土壤为砂性;田间持水量(占干土重百分数)为20％左右;花生生长期多年平均降雨量632mm,年际、年内分配