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水利
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基于CFD的主要控制参数对肘形进水流道水力性能的影响研究
作为一种成熟的泵装置，立式泵装置在大中型泵站中得到了广泛的应用。性能卓越的肘形进水流道在立式泵装置中应用最多。通过三维湍流流动数值模拟计算的方法，研究了肘形进水流道主要控制参数对流道水力性能的影响。给出了不同控制参数在一定范围内对肘形进水流道水力性能影响曲线，可满足优选肘形进水流道之需，同时建议加快对肘形进水流道标准化和系列化的研究进程，以保证肘形进水流道的设计质量。
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考虑典型破坏模式的深埋隧洞安全监测布置方法研究
在对深埋隧洞破坏模式进行分析的基础上，基于分析结果针对性建立其安全监测系统的布置方法，可以有效维护隧洞施工期和运行期的长效安全。以滇中引水工程某深埋隧洞为例，在综合考虑工程地质条件、围岩状态、开挖形式的基础上，首先选取典型隧洞断面进行数值模拟，采用有限元强度折减法进行深埋隧洞典型破坏模式分析，获得了隧洞围岩应力与塑性区分布，得到了深埋隧洞潜在破坏面的分布情况。结合数值模拟分析结果，确定了安全监测原则及安全监测重点防控点。针对深埋隧洞潜在破坏面进行了两类围岩的安全监测测点布置。研究成果可为深埋隧洞工程安全监测系统优化设计提供依据。
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不同止水帷幕插入深度下基坑降水对周边环境的影响预测分析
我国沿江沿海地区地下承压水分布特征及水文地质条件复杂，该地区基坑降水对周边环境的影响预测分析是技术难题。为研究不同止水帷幕插入深度下坑外地表沉降和坑外水位降深对坑内降水的响应特征，本文以常州地铁2号线某深基坑工程为例，采用有限元软件ABAQUS建立了基坑降水三维分析模型。结果表明:随着止水帷幕插入比的增大，基坑降水对周边环境的影响范围逐渐减小。定义止水帷幕插入承压含水层深度占其层厚的比值为插入比，当止水帷幕插入比小于1/2时，降水对坑外环境影响较大;当止水帷幕插入比大于3/4时，其止水效果与止水帷幕完全隔断承压含水层时接近，降水对坑外环境影响很小。研究成果为该地区地铁车站基坑止水帷幕优化设计提供良好的理论依据。
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硫酸盐渍土降温过程中的盐胀与冻胀特性
为研究降温过程中硫酸盐渍土盐胀与冻胀的内在联系，以冻结温度作为土体盐胀与冻胀的分界点，通过改变降温过程中盐渍土的水盐含量，控制盐胀与冻胀变形相对大小，开展了一系列盐渍土冻结变形试验，分析了水盐变化过程中，土体盐胀与冻胀的变化规律。结果表明降温过程中的盐胀与冻胀存在叠加效应，即总变形与总结晶体积之间不满足正相关关系，总变形受盐胀与冻胀强弱关系的影响，满足盐胀与冻胀的均势规律，即在盐胀变形与冻胀变形相等时，盐、冻胀总变形最小，总变形与盐胀比之间满足“M”形变化规律。研究结果对深入理解盐、冻胀变形的机理，建立盐、冻胀变形计算模型，以及开展盐、冻胀变形病害防治具有积极意义。
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实时高温下北山花岗岩劈裂试验及声发射特性
为了探究实时高温条件下岩石试样的拉伸试验和全过程声发射特性，采用MTS810电液伺服试验系统，进行了不同实时温度下核废料预选区北山花岗岩试样巴西劈裂试验，比较分析不同温度(25~1000℃)下北山花岗岩宏微观的破坏特征、荷载-位移曲线、抗拉强度以及全过程声发射特征随温度的演化规律等。研究结果表明:随着温度的升高，北山花岗岩形成的裂缝越来越多，晶间裂纹的裂缝孔径逐渐增大，T>400℃时形成明显的穿晶裂缝，失效模式也从脆性的拉伸破坏变为延性，呈Y型破裂模式;荷载-位移曲线形状由“下凹”型向“上凸”型转变，实时高温下北山花岗岩抗拉强度整体呈下降趋势，这种随温度的劣化趋势却表现出较强的阶段性特征;达到峰值荷载之前声发射(AE)事件存在平静期，随着温度的增加，这种平静期阶段变得越来越不明显，同时峰值振铃计数率逐渐减小。研究成果可供深部地下实验室建设和数值模拟提供参考。
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基于参数优化的非饱和尾矿砂渗流场解析解研究
为研究渗流稳定后非饱和尾矿砂含水率的空间分布规律，从而为更准确的尾矿坝安全评估提供基础性资料，首先从非饱和渗流的Richards方程出发，在对方程形式和求解区域简化之后，通过解析的方法得到了含水率空间分布公式，公式具有无穷级数的形式。然后通过自行设计的仪器进行了尾矿砂二维非饱和渗流试验，得到了含水率在水平和竖直方向上的分布规律。试验结果表明:在两个方向上含水率的分布都近似服从指数函数。最后在结合测量数据的基础上利用混沌粒子群优化算法(CPSO)编制程序算出求解方程过程中引入的常数，并利用所得模型计算了测量点处的含水率。通过对比发现含水率理论值与实测值较为相近。
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基于Landsat8辐射模块耦合SEBAL模型蒸散发估算
蒸散发(ET)是干旱和半干旱地区生态水文循环过程的重要因素。Landsat8数据的波谱信息丰富、空间分辨率高，是通过遥感技术反演蒸散发的理想数据源。SEBAL模型是以陆面能量平衡为基础，物理意义明确;但净辐射估算影响其估算精度。研究详细阐述了基于Landsat8数据的辐射模块耦合SEBAL模型，旨在提高反演结果精度，满足在水文、生态和农业研究应用中的需要。
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单一破碎机生产两种砂的制砂工艺研究
苏阿皮蒂水利枢纽项目人工砂石生产系统采用一种破碎机同步生产常态混凝土与碾压混凝土用砂的制砂工艺，生产出的成品砂质量稳定，内部级配合理，取得了较好的技术和经济效益。从系统产能设计、设备选型、工艺设计、工艺流程、质量技术要求等几个方面，对苏阿皮蒂水利枢纽项目人工砂石生产系统进行了详细介绍。
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笃行致远
无摘要
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软弱夹层中渗流的接触冲刷机制研究
软弱夹层中的接触冲刷是引起渗透变形及裂缝通道扩展的动力条件。为研究软弱夹层中渗流的接触冲刷机制，建立裂缝水流及泥化土体渗流的耦合模型，其裂缝水流的运动用Navier-Stokes方程及连续性方程共同控制，而裂缝周围泥化土体的渗流运动则用Brinkman-extendedDarcy方程及连续性方程共同控制;根据相应边界条件，求出裂缝水流及其周围泥化土体渗流的流速分布。通过将裂缝中水流的流速特征与土颗粒的受力起动特性结合起来，提出软弱夹层产生接触冲刷的临界水力坡度计算方法。经算例计算结果表明，该方法所计算的结果与试验结果基本吻合，具有工程指导意义。
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长江科学院承担的“新时期南水北调工程战略功能及发展研究”项目顺利通过成果验收
无摘要
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湖北鄂州城市湖泊底泥重金属空间分布特征与污染评价
以湖北省鄂州市某湖泊底泥重金属为研究对象，在调查和分析的基础上，采用地质累积指数和潜在生态危害指数对底泥中的重金属分布以及污染状况进行评价。结果表明:从柱状底泥纵向分布来看，该湖底泥重金属含量整体上呈现从上到下递减的变化趋势，上层底泥重金属含量最高;从空间分布上看，3个湖区重金属污染程度排序是西湖区域>东湖区域>中湖区域。地质累积指数评价结果显示该湖底泥重金属主要以无污染-中度污染为主，底泥中重金属污染程度的大小排序为Cd>Zn>Cu>Pb>Ni>Cr>Hg>As;潜在生态危害指数法的评价结果显示底泥中As、Ni、Cu、Pb、Cr和Zn生态风险水平较低，Cd和Hg存在着不同程度的潜在生态风险，Cd的潜在生态风险最高。研究成果为该湖泊的污染调查和评价分析提供参考，并为湖泊后续的保护和水环境系统的可持续发展提供科学依据。
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带消力池的交汇泄洪洞水力特性数值模拟
无摘要
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长江科学院承担小浪底大坝安全监测管理平台建设软件开发项目
无摘要
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基于云模型的安康市水资源保护效果评价
从水资源系统、水生态环境系统、社会经济系统3个方面出发，构建出基于水量、水质、水生态、水资源经济四维并重的水资源保护效果评价体系;参考水利现代指标体系等级和标准，选用3个准则层，共筛选出16个评价指标因素并按照合理的数值区间划分成4个等级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，采用熵权法和基于X条件云发生器算法的正态云模型来建立水资源保护效果评价模型，对安康市2013~2017年水资源保护效果进行综合评价。结论为:安康市水资源保护效果连续5年逐年改善。通过查阅市水利局和环保局公告资料，结论与安康市实际情况相符，说明模型具有可行性与合理性。
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颗粒长轴比对粗粒土抗剪强度影响的细观机理
长轴比是表征粗粒土颗粒形状的重要指标之一，研究长轴比在剪切过程中的影响和作用，对粗粒土抗剪强度特征的精确描述具有一定理论意义。以可视化直剪试验和数值分析为手段，研究剪切过程中剪切带内颗粒长轴旋转角度、剪切带宽度、空间位置差Δ和配位数等组构要素变化特征，并从细观尺度揭示不同颗粒长轴比粗粒土强度发挥过程中力链网络存在的差异性。研究结果表明:剪切过程中剪切带形成的空间分布位置存在差异性，颗粒长轴比Se越大，剪切带的空间位置差Δ越小;剪切带内颗粒长轴平均旋转量较大，向两侧逐渐减小，同时长轴比Se越大，颗粒长轴平均旋转量越小;Se影响着剪切带内强力链的密度和形态，Se越大的颗粒间接触越密集，颗粒间空隙越小，剪切带内强力链密度越大，力的传递性越好，稳定性越强，在外力作用下断裂重组后形成更稳定的结构。
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基于新抗震规范的杨房沟高拱坝抗震安全分析与评价
杨房沟水电站混凝土双曲拱坝最大坝高155m，抗震设防类别为甲类，根据现行的抗震设计规范的规定进行坝址区场地相关设计反应谱和人工地震动时程研究，对施工图阶段优化后的拱坝体形进行考虑坝体横缝强震开合和无限地基辐射阻尼效应的三维非线性有限元分析研究，并对拱坝坝肩潜在滑动块体采用基于振型分解反应谱法的刚体极限平衡法和基于时程分析法的时域刚体极限平衡法进行动力稳定性复核。最后对杨房沟拱坝抗震安全进行综合评价，可知在设计地震作用下，施工图阶段杨房沟拱坝优化体形的抗震安全可靠。
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气候变化对水电站发电出力的影响研究
气候变化使全球水循环、水资源分布状况发生了巨大改变，河川径流作为人类采用天然水资源、水能最主要的载体，其未来变化情况也深受气候变化影响，因此考虑未来气候变化，研究能够调节河川径流并提取水能的水电站的发电出力有着重要意义。本文以黄龙滩水电站为例，以全球气候模式(GCM)模拟结果作为未来气候情景，将降尺度处理后的气象要素输入SWAT模型以预测黄龙滩水电站未来(2020-2080年)入库流量序列，在与历史(1961-2017年)入库流量序列进行一致性分析后，根据水能计算推求不同来水条件下水电站保证出力与多年平均年发电量，进而分析气候变化对水库发电出力的影响。结果表明，气候变化下的未来入库流量与历史入库流量具有非一致性，历史、未来RCP4.5情景、未来RCP8.5情景下推求的黄龙滩水电站保证出力分别为5.98、5.26、4.82万kW;对应的黄龙滩水电站多年平均年发电量分别为7.43、7.79、7.31亿kWh。在气候变化的影响下，水库的入库流量不均性增加，降低了水电站的保证出力，给水电站的运行与调度带来了新的要求与挑战。
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弧形钢闸门支承钢梁横向加劲肋布置研究
弧形钢闸门支承钢梁具有形式简洁、可快速装配并能有效减少闸室空间的优点，其安全性直接关系到闸门的安全运行，因此设计具有合理结构形式的弧门支承钢梁至关重要，其中加劲肋是保证钢梁局部稳定性及改善强度和刚度的重要构件。在满足局部稳定性的条件下，通过建立多种不同支承钢梁横向加劲肋间距的三维有限元模型，计算分析其对支承钢梁强度和刚度的影响规律，给出支承钢梁横向加劲肋间距合理布置区间。计算结果表明:横向加劲肋间距对支承钢梁翼缘及加劲肋本身的应力影响较大，但对腹板应力几乎无影响;支承钢梁横向加劲肋间距为[1/3，1/2)倍的腹板高度时，钢梁材料的性能得到充分发挥，支承钢梁强度及刚度满足规范要求，兼具经济性和合理性，研究成果可为弧门支承钢梁的设计提供参考。
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天津地铁5号线穿越东风立交桥桩基托换实践
天津地铁5号线设计线路与已建天津东风立交桥D匝道9#桥桩基在平面与高程位置发生冲突，经多方研究讨论，决定对该桩基进行托换。本文详细报道了该工程中桩基拖换的施工流程以及施工过程中桥梁变形的监测数据。监测数据表明，该工法设计合理，施工作业规范，桥梁结构沉降控制在正常范围，故该施工工法可为未来类似工程提供参考。