跨海桥梁大尺度基础波浪荷载计算方法对比研究∗

波浪荷载是跨海桥梁基础的主要环境荷载之一。为了探究大尺度桥梁基础上各类波浪荷载计算方法的差异,分别采用了当前研究中较常用的Morison方程、规范、基于边界元法的三维绕射理论和基于Navier‐Stokes方程的CFD方法计算了某跨海桥梁大尺度圆端型沉井基础在规则波作用下的波浪荷载,研究了不同结构相对尺度对各方法计算结果的影响,并重点比较分析了后两种数值方法的三维流场分布,三维压力场分布,以及非线性二阶力效应的影响。结果表明,在结构相对尺度为0.2左右时,上述方法的计算结果接近,随着结构相对尺度的增加,边界元与CFD方法依然吻合较好,规范方法给出了较为保守的波浪荷载,Morison方程可能高估了波浪拖曳力的贡献。边界元与CFD方法计算得到的速度场与压力场结果整体趋势一致,但在沉井前端自由液面与物面,沉井侧面的波谷等局部区域会产生明显差异,这可能是由于二者考虑绕射效应与黏性效应的理论不同。在边界元方法中考虑非线性二阶力效应会使其波浪荷载结果小幅度增大,并在频谱中增加差频二阶力及和频二阶力成分,考虑非线性二阶力效应后,边界元与CFD方法的频谱曲线更加吻合,边界元方法能更精确地计算波浪荷载。边界元与CFD方法均能合理地给出大尺度结构物波浪荷载结果,研究结论可为跨海桥梁工程波浪荷载的准确计算提供了依据。     

长江流域常量元素的分布特征

2003年4月到5月对长江干流及主要支流河水中常量元素（Ca ²⁺,K⁺,Na⁺,Mg²⁺,Cl^-,SO^2-₄及碱度）进行了测定,并对常量元素的含量及影响因素进行了研究。结果表明,长江阳离子以钙为主,占阳离子总量的40%~80%;而阴离子主要为HCO^-₃,占阴离子总量的60%~90%;阴阳离子含量顺序为HCO^-₃>SO^2-₄>Cl^-,Ca ²⁺>Na⁺ >Mg ²⁺>K⁺。长江干流及主要支流河水的常量离子主要来自于岩石的风化,主要受碳酸盐类溶解的控制,硅酸盐类的风化过程较弱。而大气沉降的影响很小,只有SO^2-₄受大气沉降影响较大。长江干流的Na⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、HCO^-₃和Cl^-主要来自于上游,下游只是对上游的简单稀释,而没有额外来源。与世界上其它大河相比,长江的常量离子浓度处于较高的水平;温带地区的河流河水中常量离子的含量常处于较高的水平;热带地区的河流河水中常量离子的含量相对较低。     

地震作用下滑坡水平运动距离概率预测模型∗

地震诱发滑坡失稳是一种常见的地质灾害。如何预测地震作用下滑坡的水平运动距离对该地质灾害的防治具有重要作用。现有经验预测模型存在不能区分有阻碍滑坡和无阻碍滑坡,依据的案例较少且只能提供滑坡水平运动距离的最优估计值而无法提供其预测误差的局限。针对上述不足,首先建立包含380个案例的地震滑坡水平运动距离案例库,基于最大似然法原理,提出可同时考虑有阻碍滑坡和无阻碍滑坡的地震滑坡运动距离经验模型标定方法。单因素回归分析表明,地震作用下滑坡水平运动距离与滑坡垂直运动距离和滑坡体积具有较高的相关性,与滑坡倾角和滑坡表面长宽比相关性较小。在此基础上,通过逐步回归的方法建立滑坡水平运动距离的多因素预测模型。案例分析表明,提出的模型具有较高的预测精度。提出的地震作用下滑坡水平运动距离预测模型可为地震滑坡危险性评价提供参考。     

盾构施工引起周围土体位移的数值研究

盾构隧道施工会引起周围地层及地表变形并影响周围环境,为探索变形规律以进行预测,运用岩土数值软件FLAC3D建立三维模型,考虑天津地区软土特性,注浆体材料强度的时空变化特性及盾构施工中的各相关作用进行研究。首先建立标准模型进行分析,并与Loganathan公式计算及工程实测数据计算进行对比验证,然后就重要施工参数如超挖孔隙、注浆压力等的影响,不同土体本构关系对计算结果的影响,土体修正剑桥模型参数如超固结比、内摩擦角、压缩参数λ及回弹参数κ的影响进行了研究,将结果与已有的研究结果进行比较,具有较好的一致性。     

提高农村10kV配电网开关跳闸选择性的新方法

针对农村 10 kV 配电网线路长、分支多,线路各保护之间以及与变电站出线开关保护配合困难等问题,基于配电网自动化技术,对农村配电网开关跳闸选择性差进行了分析,提出了利用智能开关的来电延时合闸、电流保护、分界相间和自动重合闸功能,提高开关跳闸选择性的新方法,解决了开关保护难以配合的问题。结果表明:新方法不但可准确判断故障点,而且有效提高了农村 10 kV 配电网开关跳闸的选择性。     

汽轮机高压缸接管焊缝失效分析

针对某电厂一起高压缸接管焊缝发生的泄漏事故,采用宏观检查、金相分析、X射线能谱分析、力学性能试验、扫描电镜观察等分析手段,查明了焊缝失效原因并提出解决和预防措施。分析结果表明:由于热处理工艺不当导致焊接处应力松弛,该处应力集中的粗晶区域的晶界塑性变形量超过该部位塑性变形的能力,从而产生再热裂纹。复杂的应力-应变因素影响,加.速了焊缝裂纹的扩展和开裂,最终导致焊缝泄漏。     

基于加权TOPSIS法的旅游资源区际竞争力比较研究

旅游资源是旅游活动的客体,是旅游业赖以生存和发展的物质基础和前提条件。现有旅游资源区际竞争力的比较研究中,主要采用指数法、位序得分法和专家打分排序,主观因素影响过大。TOPSIS法是一种多属性决策方法,基本原理是通过构造决策问题中的各指标最优解和最劣解,计算比较对象贴近最优解和远离最劣解的程度,给出比较对象的优劣排序,作为决策判据,此方法可减少人为因素的干扰,提高评价结果的可靠性和可信度。首先阐述加权TOPSIS法,其次依据旅游资源的属性,构建旅游资源区际竞争力比较指标体系,在此基础上以长江三角洲16个城市为例,进行旅游资源区际竞争力实证研究。结果表明,地区间旅游资源存在较大的差异,苏州、杭州的旅游资源竞争实力最强,泰州、南通实力最弱。     

施肥与秸秆还田对太湖稻-油复种系统春季杂草群落特征的影响

掌握不同管理模式下稻田杂草群落特征,可以为杂草综合防治及农田生物多样性的保持提供理论依据和技术途径。借助稻-油复种系统长期定位施肥试验（江苏吴江,始于1987年）,于2007年春季监测长期不同施肥和秸秆还田对农田杂草群落的影响。施肥与秸秆还田对春季稻田杂草群落结构特征存在显著作用。长期有机无机肥配合施用下（化肥+猪粪+秸秆）杂草生物多样性和生物量均下降;长期不施氮肥下杂草总密度显著增高,达1 810 ind./m2;长期不施肥时,田间野老鹳草成为优势种群,其相对密度达879%;全年秸秆还田（化肥+油菜秸秆+水稻秸秆）下,田间优势杂草种群为禾本科的看麦娘,其相对密度达697%;秋熟水稻秸秆还田下杂草生物量下降,而生物多样性显著提高。上述结果表明,通过合理施肥和秸秆还田措施,可以对稻油复种模式中春季杂草群落进行有效调控。     

塔段连接对多塔悬索桥中间钢桥塔极限承载力的影响∗

以泰州长江公路大桥为工程背景,通过有限元法研究塔段连接对多塔悬索桥中间钢桥塔极限承载力的影响。考虑中间钢桥塔的几何、材料非线性及塔段连接的接触非线性影响,采用ANSYS建立该桥局部塔段为板壳单元的多尺度有限元模型,计算并对比在两种典型加载方式下该模型与杆系有限元模型的钢桥塔极限承载力结果。研究表明:两种加载方式下,桥塔的破坏模式基本一致,表现为材料不连续的上塔柱节段局部形成塑形铰而使桥塔成为机构;多尺度有限元模型与杆系模型获得的荷载位移曲线基本一致,而多尺度模型的极限承载力稍高,且差异在2%以内,可认为塔段连接不是桥塔结构的薄弱点,其对其极限承载力的影响可以忽略。     

林聪悟-直线法在基于美国混凝土规范设计中的程序实现

首先,阐述了美国ACI318-08规范中钢筋混凝土受弯、受压构件的设计原理和基本假定。与我国混凝土结构设计规范不同,ACI318-08规范是根据构件的受力破坏形态来确定名义抗压和抗弯承载力的折减系数的,相对于延性破坏,脆性破坏构件的承载力折减较多。然后,由平衡条件、平截面假定及Newton迭代格式,推导出林聪悟-直线法的计算公式。编制程序实现该算法时,须根据最大、最小配筋率的规定对迭代区域进行限定;在确定P-M相关曲线上的拐点位置的基础上,实现中性轴高度在曲线上的分段迭代。通过在曲线拐点处设置微小增量及自动调整中性轴高度等方法,解决了程序计算时可能出现的迭代发散问题。算例表明,所编制程序的计算结果具有很高的精度。