谈如何实现桥梁检测工作的本质安全化

结合桥梁检测工作的特点,论述了桥梁检测工作中加强本质化安全管理的重要性,就如何实现该工作的本质安全化进行了探讨,并从三个阶段进行了分析,通过有效实施,达到了预期的安全化目标。     

床面泥沙颗粒受力特性试验研究的量测分析系统

为了研究床面颗粒的受力特性，需要同时量测床面颗粒在水平和垂直两个方向所受的瞬时力，为此研制了精度高、动态特性良好的二维测力传感器。采用二维激光流速会计师测两个方向的瞬时流速。编制了计算四维随机变量统计参数的系统软件，能实时量测和分析四维随机变量的各种统计参数。采用该量测分析系统对床面颗粒的受力及颗粒附近的流速场进行了试验研究，取得了一些初步的成果。     

雷诺数对空腔水流时均结构的影响

利用PIV(粒子图像测速)测得的不同雷诺数下空腔中垂面的流场序列,分析来流条件对空腔流场涡旋结构及掺混特性的影响。时均流场中存在两个不同大小、旋转方向相反的涡旋。随着雷诺数增大,大涡旋发展壮大并最终受制于固壁边界,小涡旋受大涡旋压迫而减小,两者最终稳定的雷诺数都接近2000,大小涡旋稳定半径分别为0.83D、0.13D(空腔深度)。雷诺数的增大导致来流剪切层与空腔冲撞区域从空腔下游角点延伸至凹腔内部,其中,掺混程度相对较小的区域,面积随雷诺数增加而快速增大;掺混程度相对剧烈的区域,范围会较快趋于稳定。剪切层与空腔下游边壁的冲撞作用,决定了空腔的掺混特性,并使得雷诺应力高值区与时均大涡旋间的形态存在较好的相关性。     

都江堰凤栖窝河段淘淤规律研究

都江堰的运行模式从“深淘滩、低作堰”的古制到现在基本不淘淤,其根本改变具有重要的社会和经济效益。本文分析了凤栖窝河段淘淤的规律性,得出:内江河段卵石的临界起动流量为200m3/s;凤栖窝淘淤对该河段的水位流量关系没有直接的影响;卧铁断面平均河床高程的冲淤变化主要受内江流量和河段内卵石运动的影响,淘淤的持续效应不长;内江流量大于400m3/s或涨水过程中以冲刷为主,而在流量小于400m3/s或降水过程中则以淤积为主;外江闸和飞沙堰闸的运行是凤栖窝长期不淘淤的前提条件。     

卵石河流的时均流速和悬沙浓度垂线分布

在我国西南地区的沙卵石河流上修建水电站时,合理布设各进水口以防止淤堵和粗泥沙过机至关重要,其控制参数为水流的时均流速和悬移质浓度的垂线分布。本文根据都江堰二王庙站的实测资料,分析了时均流速和悬移质浓度沿垂线的分布,主要结论为:时均流速符合对数分布公式,卡门常数的平均值为0.40,当采用Ks=1.75D90时,积分常数B=8.54。悬移质泥沙的垂线分布符合Rouse公式,悬浮指数与理论值基本一致。     

水流强度对推移质三维运动规律的影响

利用粒子示踪技术对恒定均匀明渠流中的推移质颗粒运动进行了测量,采用了三种比重的试验沙,通过改变沙样粒径及水力比降,得到了10组不同水流强度下粒子的三维运动轨迹,计算了粒子三个方向上的速度分量并对大量颗粒的计算结果进行了统计分析。试验结果表明,推移质颗粒运动的平均纵向速度与颗粒雷诺数成幂函数关系,垂向和横向上则基本为随机运动,没有明显的平均运动趋势;颗粒纵向紊动强度及紊动能量均随Shields数增大而增强,由于比重及粒径尺寸的约束,颗粒纵向和垂向紊动强度在数值上大约为清水的一半。     

汇流区流态及工程整治方案的数学模型研究

两流交汇是自然界最普遍的流动现象,汇流区的流态和水沙运动规律复杂,对市政规划、河道变化、生态环境等都具有重要的影响。本文以哈尔滨市三家子河段整治为例,采用二维k-ε模型研究了汇流区的流态,提出了优化堤线方案。计算结果表明:优化方案对防洪水位的影响很小,水流流态没有明显的改变,且堤线顺应河势、排漂导流合理,有利于工程区的景观和生态环境。研究成果对类似的工程具有参考价值。     

明渠非恒定流推移质输沙试验研究

为研究明渠非恒定流输沙特性,本文建立了一套非恒定流流速、水深、流量及推移质输沙率测量系统。进行了9组恒定流输沙及3组非恒定流输沙试验,结果表明:恒定流条件下Einstein公式比Meyer-Peter公式具有更好的精度;非恒定流的推移质输沙强度与水流强度变化存在不同步的现象,长时间平均输沙率大于恒定流结果。     

长江上游梯级水库群拦沙效果分析

水库发挥重要的拦沙作用,改变水库下游的水沙条件。自2003年三峡工程投入运行后,长江上游水利水电工程建设进入高峰期,未来将建成超大规模的水库群,其拦沙作用将急剧改变三峡工程入库泥沙条件。为此,本文对长江上游水库群（含已建、在建、拟建水库）的拦沙效果进行综合分析,预测了三峡入库泥沙量。水库群涉及的水库共计66座（1995年以前建成的水库不计）,计算采用基于Brune拦沙率的分组方法,采用1991-2000实测水沙序列的均值作为输入。结果表明,在2015-2050期间,水库群拦沙作用突出,三峡入库沙量降至每年约6000万吨,仅为1991-2005年均值的15%左右。     

基于非结构网格的溃坝水流干湿变化过程数值模拟

本文采用非结构网格的有限体积法对具有复杂地形的溃坝水流进行了数值模拟。利用Roe格式的近似Riemann解来计算界面通量,对底坡源项进行特征分解和迎风处理以保证格式的和谐性,对摩阻项采用了半隐式离散的方法来增加计算的稳定性,采用了一种稳定有效的动边界处理方法来模拟干湿边界的变化。最后通过两个算例对本文的模型进行了验证,结果表明该模型具有较好的稳定性和可靠性,能够较好的模拟具有复杂地形的溃坝水流演进过程。