冲积河湾裁弯形式与几何临界形态

自然裁弯是冲积河湾演变的突变事件,它既是某个河湾走向消亡的终点,也是新的河湾发育的起点,但裁弯形式和几何临界形态的规律尚未得到完全揭示。通过解读众多河湾裁弯的卫星图像,依据河湾裁弯的平面形态和动力条件,将裁弯形式分为串沟型、崩岸型和冲切型。统计表明,河湾的颈口宽度与平均河宽比值从大到小依次是串沟型、冲切型和崩岸型,而河湾裁弯时弯曲率从高到低依次是崩岸型、冲切型和串沟型。通过定义河湾形态参数,测量了16个正裁弯的河湾形态,并确定河湾发生裁弯时河道中心线的弯曲率为极限弯曲率。极限弯曲率可作为自然裁弯的一个临界     

NBS—84型临底含沙采样器率定

山区或丘陵区河流,悬移质含沙量分布沿垂线的变化,比细沙为主的平原河流远为急剧。尤其在近床面处,存在一个高含沙层。该层含沙浓度梯度很陡。而一般常规悬移质采样器所漏测的,正是这一高含沙层。因而极大地降低了测验成果的精度和实用价值。为解决这一问题,需要研制出适用的临底含沙采样器。本文提出一种新型的NBS—84型临底含沙采样器,并用水槽率定资料论证了其可靠性及实用性,为解决大河全沙测验问题提出了一种解决途径。     

轴向脉冲载荷冲击下弹性圆柱壳动态屈曲中的竹节现象

本文针对弹性圆柱壳在轴向脉冲载荷冲击下动态局部屈曲问题,提出一种新的方法,即哈密顿体系方法.通过构造哈密顿体系,在辛空间中将临界载荷和动态屈曲模态归结为辛本征值和本征解问题.发现圆柱壳屈曲的临界载荷被分为两类,其分别对应圆柱壳压缩屈曲和弯曲屈曲.辛本征解反映了局部的压缩屈曲模态和横向的弯曲屈曲模态.在物理上表现出壳体的压缩型竹节屈曲现象和弯曲型竹节屈曲现象.同时数值结果揭示了临界载荷和屈曲模态的规律及影响因素.     

横向卷曲C型屑纵弯曲数学模型及折断判据

在实验研究和高速摄影的基础上,对横向弯曲Ｃ型屑折断过程进行了理论研究,建 立了横向弯曲Ｃ型屑纵弯曲数学模型和折断判据,为横向弯曲Ｃ型屑的形成与折断过程的机理 研究及计算机仿真、虚拟现实提供了理论依据．     

串珠状堰塞湖级联溃决对汶川震区河流演化的影响

"5·12"汶川地震震后3年多以来,串珠状堰塞湖群的形成和发展,对震区河流演化的影响重大。通过对汶川地震灾区岷江支流——渔子溪的耿达—映秀河段的野外考察发现,堰塞坝对河流挤压造成异岸冲刷,河道横向展宽或弯曲;多堰塞湖河段河床抬升强烈;部分堰塞坝由于未完全溃决而逐渐发育成尼克点,从而形成阶梯状河床。鉴于野外考察的局限性,通过野外水槽实验初步探索了堰塞湖级联溃决的动力学特征,堰塞湖级联溃决放大了山区河流洪水的峰值流量,从而加剧了河流沿程冲淤程度,更有利于梯级河床的形成。探索多堰塞湖河段堰塞湖级联溃决情况下的河床演化规律,旨在为地震灾区河道修复及灾后恢复重建提供科学指导。     

长江中游监利河段崩岸数值模拟

以监利河段为例,针对弯曲河段复杂的地形和河势,基于移动坐标的计算原理,建立移动坐标下的平面二维水沙数学模型.通过在泥沙运动方程中增加横向输沙项,对该模型进行扩展,使其能较好地模拟弯道环流的横向输沙效应.借助土力学中边坡稳定性理论,对河岸崩塌变形进行数值模拟.通过对该河段水流泥沙运动过程及河床演变过程的复演结果分析,表明该模型不仅能够模拟该河段水流运动规律,而且能模拟河道的崩岸.     

充填料含粉量对横向吊袋脱水影响试验研究

充填土料中粉粒含量对充填管袋的脱水性能影响较大,进而影响到管袋筑坝的施工周期.考虑袋体缝制方式对脱水特性的影响,在研究充填料含粉量对纵向吊袋脱水影响的基础上进行了横向吊袋脱水试验,研究5种不同级配下横向吊袋脱水量随时间的变化规律,并分析充填料含粉量与脱水速率之间的关系以及与纵向吊袋脱水试验结果进行对比分析.研究结果表明:横向吊袋的脱水过程分为稳定阶段和不稳定阶段,其中,稳定阶段为脱水过程的主导阶段,且该阶段内的脱水速率与脱水时间呈线性关系,在不稳定阶段中,脱水速率随时间略有波动,待吊袋内形成稳定的反滤结构后脱水停止;以稳定阶段的平均脱水速率(ū)作为横向吊袋的脱水速率指标,则充填料的粉粒百分含量ω、不均匀系数自然对数ln Cu及中值粒径d50与指标(ū)均存在二次函数关系,并将其拟合为3个不同的计算公式;当粉粒含量高于30％时,袋体的缝制对横纵向吊袋脱水速率有明显影响,且横向吊袋脱水速率快于纵向吊袋脱水速率.     

强度等级对矿渣粉混凝土早期弯曲徐变性能的影响

以矿渣粉作为矿物掺合料,配制了两种强度等级的混凝土,研究了高弯曲应力比(弯曲荷载与弯曲强度的比值,0.7)条件下强度等级对混凝土早期(1～3 d)弯曲徐变的影响.并用体视显微镜观察两种矿渣粉混凝土试样弯曲徐变断裂后的裂纹形貌,研究结果表明矿渣粉混凝土弯曲徐变增长速率随着龄期和加载时间的增加而减小,高强矿渣粉混凝土(C60)在早期(1～3 d)的裂纹扩展比普通强度矿渣粉混凝土(C40)更严重.     

粉砂质泥岩体积蠕变特性试验研究

采用RLJW-2000型岩石流变伺服仪,在三轴压缩条件下进行了饱和粉砂质泥岩蠕变试验.依据试验结果,对岩石体积蠕变阶段进行了划分,分析了岩石的体积蠕变规律.在此基础上,进一步分析了岩石体积蠕变速率的变化规律.研究结果表明:粉砂质泥岩的体积蠕变曲线以及体积蠕变速率曲线可以划分为3个不同的阶段;应力水平9 MPa是粉砂质泥岩从以轴向压缩变形为主转变为以径向膨胀变形为主的临界应力;应力水平15 MPa是粉砂质泥岩体积产生扩容的临界应力.研究成果可以丰富和完善岩石流变力学理论,为岩石蠕变破裂失稳的研究提供科学依据.     

河岸崩塌与稳定分析

在总结了以往长江河道崩岸问题研究成果的基础上,分析了不同河型河道崩岸的特点及机理,提出了岸坡滑动的计算模式、稳定岸坡的坡降、河道崩岸的预测方法等,在抗滑稳定计算上考虑了河岸动水压力对河岸崩塌的作用;在河岸稳定性判定上,提出了用河道深泓距岸距离和水深确定当前河岸坡度,并与其当前稳定坡度相比较,来判定河岸是否稳定,对于长江中下游,粘土、亚粘土与细沙土夹层河岸的稳定坡度均缓于1∶3.0,各崩岸段深泓离岸距离与平均河宽之比一般为0.07～0.30.     

粗化层破坏过程中的最大推移质输沙率试验研究

为了探讨清水冲刷与粗化层破坏过程中的推移质输沙率与水流强度的相关关系,进行了清水冲刷与粗化层破坏的概化试验研究.清水冲刷与粗化层破坏过程中的推移质输沙率峰值相应的无量纲输沙强度随水流强度的增大而增大,其增速较梅叶-彼德公式、拜格诺公式、恩格隆公式的计算结果明显偏大.采用梅叶-彼德公式相同的形式,通过回归得到了清水冲刷与粗化层破坏过程中的推移质输沙率峰值相应的无量纲输沙强度与水流强度的相关关系.这一成果对受清水冲刷时间较长河段的河床冲刷保护与取水防沙等有一定的参考价值.     

浅水三角洲分流河道沉积模式分类

通过浅水三角洲现代沉积考察分析,结合探地雷达(GPR)资料,对浅水三角洲分类方案和对应的沉积模式进行探讨。结果表明:根据分流河道弯曲指数和分叉参数,将浅水三角洲分为分叉平直河三角洲、分叉曲流河三角洲、分汇曲流河三角洲和分汇辫状河三角洲4种类型,并建立了各类型的沉积模式; 浅水三角洲沉积模式的控制因素是分流河道下蚀作用和侧蚀作用的强度。将该沉积模式应用于渤海南部海域BZ25-1油田新近系明化镇组下段砂体内部构型的研究认为:明化镇组下段4油层组2小层(NmⅣ₂)时期是低位体系域早期,发育分汇曲流河三角洲,河道间为侧积隔夹层; 明化镇组下段4油层组1小层(NmⅣ₁)时期湖平面上升,发育分汇辫状河三角洲,河道间为垂积隔夹层。这为下一步的开发方案设计提供了指导。     

汉江中下游河道最佳弯道形态

在前人研究的基础上,明确了河流最佳弯道的概念,认为河道最佳弯道形态不仅与水流条件有关,也决定于河床周界条件包括河岸组成粒径和沙粘土组成.综合水流动力条件和河床组成因子,初步建立了河道最佳弯道形态曲率半径的表达式,并结合汉江中下游弯道实际,建立了该河道最佳弯道形态的经验公式,该公式对于水利工程和航道工程中弯道形态的确定具有一定的参考价值.     

A type of dynamic mechanism of river hydraulic geometry

Large-scale structure of river flow is the main driving force for bed erosion-deposition and bank deformation.The structure shapes and retains a corresponding hydraulic geometry form.Therefore,the most stable flow structure is the probable natural river plane formation.Natural coordinate transformation and perturbation methods were adapted to deform the governing equations of sine-generated river basic flow and disturbance flow independently.The stability and retention of perturbation waves were analyzed in our model to explain why meandering rivers followed a certain type of flow path.Computation results showed that all types of perturbation waves in meandering rivers were most stable when the meandering wave number was about 0.39–0.41.We believe that this type of stable flow structure shaped a certain meandering river.The statistical average length-width ratios of Yalin,Habib and da Silva and Leopold and Wolman somewhat confirmed our most stable river meandering wave number.In some ways,meandering rivers always tend to diminish internal turbulence intensity.     

长江三峡水库坝下游荆江段断面形态冲刷调整成因分析

长江三峡水库建成后,下游河段将发生长时间累积性的冲刷。由于边界条件的不同,不同河型河槽断面形态的冲刷调整特点存在差异。本文基于2003—2018年长江三峡水库坝下游荆江段实测河道断面形态资料,选取典型顺直河型、弯曲河型和分汊河型的典型断面,计算断面宽、平均水深和宽深比等断面形态特征参数,分析不同河型断面形态冲刷调整的异同,并探讨其成因。主要发现：1）不同河型的断面形态调整存在一致性和差异性。不同河型的平滩河槽断面总体向窄深化方向发展;顺直河型、分汊河型的枯水河槽断面宽深比总体减小,断面亦向窄深化方向发展;而弯曲河型的枯水河槽断面宽深比以增大居多,即断面总体宽浅化。2）平滩河槽和枯水河槽断面宽深比调整差异主要受水流动力轴线摆动范围控制。顺直河型、分汊河型水流动力轴线摆动范围覆盖平滩河槽与枯水河槽,即冲刷集中于平滩河槽和枯水河槽,两者均呈现窄深化特征;弯曲河型水流动力轴线摆动范围位于平滩河槽内,却超出枯水河槽,汛期摆到凸岸边滩上并冲刷凸岸边滩,枯水河槽显著展宽,凹岸深槽淤积,断面向宽浅化方向发展,且初期凸岸边滩宽度越大,宽深比变化率越大。3）蓄水后水流动力横向摆动范围缩小且水流冲刷动力集中,宽浅河段受水流冲刷下切的影响更显著,加上宽浅河段的河床组成相对较细,抗冲性弱,导致蓄水前宽深比越大的断面,蓄水后宽深比变化幅度也越大。     

波浪作用下岸坡泥沙起动机理初探

波浪在库岸边坡破碎时,由水体紊动、破波压力和波能产生的上举力使库岸泥沙颗粒处于悬浮起动状态,并在沿岸坡向的破波回流作用下被带走,最终造成库岸边坡的冲刷变形.在实测各向破波压力和岸坡变形的基础上,得到了波浪作用下岸坡泥沙起动公式,并对其进行了修正.     

官帽舟水电站泄洪洞出口形式优化试验研究

运用官帽舟水利枢纽整体水工物理模型,对溢洪道、泄洪洞体形结构进行试验研究.针对原设计方案中水舌冲刷右岸边坡且冲刷深度较大的问题,提出了4种优化方案,通过试验成果比较后,选择方案Ⅳ为推荐方案对泄洪洞挑坎体形进行修正.通过调整挑流鼻坎边墙形状、出口宽度、挑坎角度以及增加差动墩的方法,优化了泄洪洞出口挑坎,使下泄水流更顺畅,消能更充分,满足下游两岸防冲要求.     

国内外非粘性土桥墩局部冲刷计算方法综述

本文总结了国内外非粘性土桥墩局部冲刷的计算方法。国外众多计算方法在国内使用中有其局限性。国内计算方法主要以６５－１式为主，近年来，在６５－１式基础上又出现一些改进的计算方法，使得计算方法更趋于合理。对多沙细沙河流，张红武公式形式较为简捷。