含植物河道水动力特性研究进展

水生植物群落是河流生态系统的重要组成部分,利用天然植被护坡固土、净化水质、改善河流生态环境已成为河流生态修复的重要措施。本文从水生植物影响下的河道水流阻力特性及水流结构两方面,总结了国内外对含植物河道水动力特性的研究进展,并对该领域的未来研究方向提出了展望。     

汇隆商务中心2A#塔楼结构设计及关键技术

汇隆商务中心2A#塔楼的建筑立面沿高度方向采用四段式设计,每一段均有一个中庭,分别位于建筑的不同立面上。为满足中庭通透要求,结构的外框架在中庭高度范围内不能封闭,结构设计时在中庭顶部的外框架设置了局部转换构件;中庭顶部楼层在中庭区域采用钢结构楼盖,其余部位仍采用混凝土楼盖,避免了高支模施工。通过斜撑形式和跨数的分析,结构选用了V撑进行转换,并对V撑节点构造进行了研究。此外还进行了外框架不封闭对结构的影响分析。分析表明,因转换形成的外框架局部不封闭给结构整体性能带来的影响在可控范围内,结构形式合理可靠。     

掺气水流声速的研究

采用一维双流体模型,利用小扰动原理研究了压力波在水气两相泡状流中的传播规律。针对水利工程中高速掺气水流的特点,对方程进行合理模化和封闭。详细分析了掺气浓度、压力、扰动频率、相间相互作用力对掺气水流中声波传播速度和衰减的影响。结果表明,适当的掺气浓度会使掺气水流的声速显著降低;压强的减小和相间传热的增强可使声速减小、衰减加快;虚拟质量力主要影响高频声速,并使声波衰减减慢。     

鱼道进口水流对草鱼幼鱼上溯行为的影响研究

为使鱼类能够快速发现和顺利进入鱼道进口并成功过坝,设计了鱼道进口概化模型。以草鱼幼鱼为研究对象,在18±1℃的条件下研究了鱼道进口流速对鱼类上溯行为的影响。研究发现:鱼道进口水流存在一个最佳流速,在该流速下,鱼类进入鱼道进口的效率最高。利用诱鱼流道补水有助于进一步提高鱼道进鱼效率,诱鱼流道水流与鱼道进口水流之间存在一个最优流速比。针对草鱼幼鱼的鱼道进口最佳流速约为0.3 m/s,诱鱼流道水流与鱼道进口水流的最佳流速比约为2.3。通过对洄游区鱼类游泳轨迹以及流场耦合,可知草鱼幼鱼上溯的喜好流速范围是0.20~0.30 m/s。研究成果对于鱼道进口水力设计具有重要意义。     

南水北调中线干渠桥墩壅水计算公式的选择

南水北调中线工程沿线布置数百座桥梁,桥墩壅水对渠道的过流能力和渠道的水面线具有一定的影响,因此,准确计算桥墩壅水对于水面线的计算和输水渠道的设计具有十分重要的作用。以典型的圆柱型桥墩为研究对象,采用VOF方法对桥墩周围的紊流场进行了数值模拟,并计算了给定水深、流量和桥墩阻水比等条件下桥墩的壅水大小,通过与一维经验公式计算结果的对比,建议选择无坎宽顶堰公式作为桥墩壅水计算公式。最后,在南水北调中线干线一维数值仿真平台上分析了所有桥梁的壅水效应对渠首水位的影响。     

柔性护坡袋抗冲性能试验研究

柔性护坡材料是近些年来研制出来的一种新型护坡材料，其内填装不同粒径的土壤，有利于植物的生长，不仅被广泛地用地面绿化中，也应用于河湖的边坡护岸，为河湖水生动植物栖息环境创造良好的条件。由于对这类材料抗冲性能研究较少，从而限制了其在河湖边坡治理中的应用。本文在压力水槽中试验研究了柔性护坡袋的抗冲性能，分析了影响柔性护坡袋抗冲性能的影响因素和柔性护坡袋失稳的机理。研究表明，柔性护坡袋内土壤的级配是影响柔性护坡袋抗冲性能的重要因素，为提高柔性护坡带的抗冲性能，土壤的级配可根据《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》确定，当柔性护坡袋中土壤级配满足规范要求时，其抗冲流速可达4m/s。当河道流速超过3.5m/s时，应增强柔性护坡袋之间的连接强度，以提高护坡结构的稳定性。     

深圳大运中心体育馆整体钢屋盖模型试验研究

深圳大运中心体育馆整体钢屋盖由周边的单层折面网壳与中央圆顶构成。为了了解这一结构体系的受力特点,揭示结构的薄弱环节和破坏模式,验证有限元分析的建模策略,开展了1∶10缩尺的模型试验研究。介绍了该结构的受力特点、试验方案设计和理论分析假定,将试验结果与理论分析结果进行了对比,并对试验过程中的现象进行了深入分析。研究结果表明:结构在设计荷载工况组合下的响应基本保持线弹性,位移和内力实测值与计算值吻合较好;竖向荷载作用下,穹顶作用对单层折面网壳和中央圆顶的受力特性都有较为显著的影响。极限阶段的加载试验表明,环向拉杆对整体结构的受力起到较为重要的作用,而一根环向拉杆的断裂将致使传力路径的改变,从而导致较为不利的破坏现象。     

含水生植物河道曼宁糙率系数的试验研究

水生植物是河流生态系统的重要组成部分,但水生植物的存在使得水流阻力增加,河道行洪能力降低,开展含水生植物河道曼宁糙率系数的研究,对河流生态综合治理具有重要意义。本文基于对含淹没柔性水生植物水流的室内水槽系列试验和量纲分析理论,分析了植物挺立度、相对淹没高度及相对密植度对河道曼宁糙率的影响,给出了淹没状态下含柔性水生植物河道的通用等效曼宁糙率系数经验公式。     

小浪底工程3号孔板泄洪洞充水平压系统管道振动原型观测

为了充分论证小浪底枢纽孔板泄洪洞充水平压管道的可靠性,对其在上游库水位为252．30m及50m工作水头下的管道振动特性进行了原型观测,通过对原型观测成果的分析研究,得到振动应力在允许值范围内,但振动位移较大的结论,这为今后小浪底水利枢纽孔板洞充水平压管道的改进和安全运用提供了理论依据。     

新郑国际机场改扩建工程钢屋盖结构设计

郑州新郑国际机场改扩建工程采用了斜撑-上挠曲线拉索-双变截面箱形曲梁组合结构,屋盖为四跨波浪式轻钢屋面。采用合理的结构形式提高了结构抗风变形的能力以及减小竖向荷载作用下结构的外张变形。对结构在各种荷载工况下的内力进行了分析,结果表明,结构受力合理。对曲梁的形式和索力大小之间的关系进行了分析,得到了合理的索张拉力取值。