基于BSTEM模型的黄河源草甸型弯曲河流崩岸过程模拟

崩岸是弯曲河流蜿蜒和河道横向迁移的驱动力,根土复合体的二元结构崩岸仍缺少野外观测与机理研究.2011～2016年的黄河源弯曲河流野外调查表明,弯道凹岸的崩岸是以根土复合体作用下悬臂式崩岸模式为主.针对兰木错曲草甸型河岸的悬臂式崩岸,采用BSTEM模型分析了其岸坡稳定性,并模拟了河岸侵蚀和崩塌过程.结果表明,前期的河岸稳定性主要受水流侵蚀力的控制,安全系数下降较快,但河岸仍处于稳定状态;当河岸处于亚稳定状态时,孔隙水压力对河岸的影响增大,安全系数随着水位的升高有所增大.凹岸的崩岸受水流近岸剪切力与河岸下层的临界剪切力的共同决定,在河岸砂层粒径越细和流量越大的情形下,河岸的横向侵蚀量和侵蚀速率均越大.     

弯曲河流颈口裁弯模式与机理

为了揭示弯曲河流颈口裁弯的各种不同模式与内在复杂性,通过判读正裁弯和已裁弯的大量河湾遥感影像,将颈口裁弯分为3种不同力学模式,即崩岸模式、冲切模式和串沟模式,运用力学分析的方法探讨了不同裁弯模式的形成条件、过程与机理。崩岸模式是相当窄的颈口两侧河岸发生崩岸或单侧崩岸引起颈口上下游水流贯通。冲切模式是最普遍的颈口裁弯方式,其过程分为漫滩水流表面冲刷、形成沟槽后集中冲刷和沟槽达到稳定。串沟模式是初次洪水漫滩冲刷形成串沟,后续洪水沿串沟继续冲刷,且以溯源冲刷为主,直至形成新河槽。     

人工液化改变河型的定性试验研究

通过人工线源液化路径,河型就可以变成弯曲,然后又可以从弯曲河型变成顺直河型,证实人工线源液化改变河型的可能性,验证了河流选择性冲刷原理及河岸与河床相对可动性。     

江河崩岸的影响因素分析

为了研究江河崩岸的发生机理,以长江中下游及其他河流典型崩岸实例为依据,分析了江河崩岸的影响因素及其对崩岸的作用,并针对崩岸类型分析了崩岸的关键性影响因素.结果表明:岸坡土体物质组成及分布和岸坡局部地形是崩岸形成的主要内在因素,水流冲刷和地下水渗流是崩岸形成的主要外部动力因素;各因素对崩岸的作用主要表现为侵蚀破坏、渗流破坏、重力破坏及突加荷载或边界条件破坏等.     

泄漏原油沿河岸滞留行为

为研究输油管道泄漏事故发生后,河面漂浮原油在河岸的滞留行为与影响因素,通过河流动态模拟试验,设置流速、岸型、植被种类及覆盖量等变量,研究不同工况下河岸砂土吸附量与总滞留量的变化规律。结果表明:河岸砂土的吸附量及滞留量会随水面流速增大而增大;柔性植物河岸相对于刚性植物河岸与无植物河岸更易滞留原油,滞留量约为刚性植物河岸的2.87~6.19倍,无植物河岸的4.37~10.01倍;植被覆盖量增大会使河岸滞留量增大,但会减小刚性植物河岸吸附量,增加柔性植物河岸吸附量;岸型不同会导致水流状态不同,对原油登陆河岸会有较特殊的作用。     

TA2板料激光热应力弯曲成形 及其力学性能研究

用HVS-1000显微硬度测试仪、X-350A型X射线应力测定仪,以2.5 kW SM2000SM快轴流CO2激光器对0.6 mm厚的TA2板料进行扫描,按照正交试验理论安排成形工艺参数,研究了TA2板料弯曲成形时主要工艺参数对弯曲角度的影响,以及试样表面残余应力的分布和试样断面上的显微硬度变化。结果表明：正交试验中的4个工艺参数的作用是不同的,按其变化对弯曲变形量影响的大小排序,依次是扫描次数、光斑直径、激光束功率、扫描速度;成形参数对试样表面的残余应力分布也存在一定的影响;试样变形区断面上的显微硬度变化呈现出一定的规律。     

布尔哈通河沿河土地利用及水体重金属的变化

河岸土地利用方式和空间格局直接影响河流生态系统的完整性及其功能.在划分11个河段的基础上,对布尔哈通河河岸100 m范围内土地利用方式进行了调查,并对调查点的河水pH和6种重金属含量进行了测定与分析.结果表明:1)布尔哈通河河岸土地利用类型中农田比例最高,并且在河流的中游最为集中,其次为草甸、森林和湿地等类型;2)pH和重金属含量变化具有一定的规律性,表现出与沿河土地利用方式和城镇居民点的分布关系密切;3)6种重金属贯穿于整条河流,而且变化范围较大,但除汞高于国家地表水Ⅴ类标准外,其余重金属含量均处于国家地表水Ⅰ类或Ⅱ类水平.     

弯剪型-弯曲型双重抗侧力结构体系水平位移的解析解

对中高层弯剪型-弯曲型双重抗侧力结构体系的水平位移计算方法进行了研究.将弯曲型子结构视为仅发生弯曲变形的悬臂墙,将弯剪型子结构视为同时发生弯曲变形和剪切变形的Timoshenko悬臂墙,在此基础上建立了弯剪型-弯曲型双重抗侧力结构体系的位移微分方程,结合边界条件,推导了均布荷载等三种荷载下结构的弯曲变形、剪切变形和总水平位移的解析解.探讨了弯剪型-弯曲型双重结构与剪切形-弯曲形双重结构位移计算方法的关系.结果表明,剪切形-弯曲形双重结构可视为弯剪型-弯曲型双重结构在弯剪型子结构抗弯刚度取无穷大时的一种特殊表现形式.     

游荡型河流转化控制因素的二维数值模拟

改进已有平面二维水沙模型,进一步考虑弯道二次流及河床结构对泥沙输运的影响以及河岸植被影响;并提出新的非黏性土崩岸模拟方法,使其能模拟边滩的形成.利用改进后模型模拟游荡小河的形成,并在此基础上通过模拟流量、边岸植被、来沙量等控制因素变化后游荡小河的平面形态发展过程;分析讨论其对游荡河型转化的影响,并将结论与现有河型转化理论对比,说明改进后的数值模型能反映游荡河流的形成与转化,为深入研究其转化及成因机理提供新的技术手段.     

弯曲河道演化的元胞自动机模拟

提出了二维元胞自动机模型用以模拟弯曲河道的演化.模型体现了河道冲淤状态与水流之间的反馈作用,以及河道对冲淤的历史记忆机制.将模型用于一个正弦派生曲线所产生的简单河道,结果能够再现弯曲河道演化的一些典型特征,如凹岸冲刷凸岸淤积、河道深鸿线的迁移方向、河岸演化规模的幂分布等.     

某水电站泄水边坡形成机制分析

以黄河上游拟建的茨哈峡水电站坝后泄水边坡为研究对象,通过野外地质调查、室内试验及数值模拟对其变形破坏特征及机制进行探究。研究结果表明:泄水边坡中上部发生卸荷拉裂破坏;坡体中部发生蠕动变形,表现为平硐内岩体的弯曲倾倒;坡体下部为弱风化岩体,有缓倾节理面发育。该边坡变形破坏机制为顺向层状边坡在自身重力作用、河流的下切作用、上覆岩体的崩塌、坡积物沿坡面的下滑力以及降雨作用下,产生向外的弯曲变形,随着外力作用的继续,岩体弯曲变形向深部和下部发展,坡体表层岩体发生倾倒变形破坏。     

扫描显微环境下原位高温力学测量技术及其应用研究

扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)是科学研究中的重要观察设备,在过去的几十年,人们一直致力于借助SEM从微尺度层面对热端部件所涉及的关键合金材料和构件的力学性能进行原位高温测量和表征.这一研究对认识合金材料微结构损伤演化物理机制、理解其高温失效和破坏机理、提取力学表征参数和提高寿命预测方法的准确性等有重要的理论意义和工程价值.本文首先介绍了SEM环境下原位高温力学实验的困难和挑战,综述了近年来国内外在SEM环境下发展的原位高温变形测量技术,涉及扫描环境下的原位高温测量设备、高温成像技术、高温变形测量方法等.在此基础上,介绍了作者近年来对镍基合金材料在高温变形、蠕变、以及疲劳与断裂方面的研究工作.最后,论文对该领域进一步的研究工作进行了展望.     

基于圆弧与平面滑动模式的上荆江崩岸过程模拟对比分析

基于平面滑动与圆弧滑动模式，构建了具有最危险滑动面搜索过程的崩岸概化模型.该模型耦合了坡脚冲淤、潜水位及河岸稳定性计算模块，其中圆弧滑动模式考虑了土体的垂向分层结构.采用该崩岸模型计算了2014年上荆江典型断面的崩岸过程，结果表明：在坡度较缓的断面，圆弧滑动模式的计算误差更小；在荆55断面，圆弧和平面滑动模式计算的崩塌次数分别为10次和2次，崩岸宽度的相对误差分别为21.5%和29.9%;在荆61断面分别为7次和1次，崩岸宽度的相对误差分别为1.0%和6.1%.最后开展了河岸土体参数的敏感性数值试验，分析了土体抗剪强度参数及土体垂向分层结构对崩岸过程的影响：随着抗剪强度参数的增加，模拟的总崩岸宽度呈减小趋势，单次崩岸宽度和崩岸次数的变化趋势与黏聚力及内摩擦角代表的力学特性有关；另外砂土层作为软弱夹层会通过增大单次崩岸宽度或崩岸次数来增加总崩岸宽度.     

长江中下游崩岸时空分布特征与规律

为认清长江中下游河段出现崩岸灾害现象的规律,根据近几十年来的诸多崩岸实例,结合河道水沙特征和沿江两岸地质地貌条件,分析揭示崩岸现象的类型和时空分布特征.结果表明,长江中下游崩岸与河床演变过程密切相关;崩岸空间分布特征表现为:随河岸地质条件而呈现的不均衡性,随岸坡地形条件和河道水文条件不同而呈现的类型差异性,随河道边界条件突变而出现的集聚性;崩岸时间分布特征表现为:随年内季节不同呈现明显的分布非均匀性,随年际水沙来量变化呈现相对的分布稳定性和间歇性,以及随来水来沙过程骤变而呈现的变异性.     

节流阀片弯曲变形与变形系数

通过环形弹性节流阀片力学模型,对节流阀片弯曲变形进行了研究. 利用边界条件得到了节流阀片弯曲变形曲面的通解. 对通解进行恒等变换,得到了阀片弯曲变形系数(Gr),给出了任意位置上阀片弯曲变形量计算解析式,并提出了一种阀片弯曲变形精确计算方法. 对变形系数(Gr)与手册中传统挠度系数(C6)进行了弯曲变形量计算比较. 结果表明,用变形系数(Gr)比用挠度系数(C6)的计算精确,并可计算阀片任意半径位置的弯曲变形量.     

宜昌城区长江岸坡稳定性预测评价

三峡水库修建与蓄水后,由于清水下泄,长江宜昌城区河段发生明显冲刷,深泓普遍下切,河段内出现了多处新的崩岸险情,为此,国家启动三峡后规长江崩岸治理工程.在工程勘察的基础上,对岸坡地形地貌、地质结构以及岸坡稳定影响因素进行了综合分析,对宜昌城区长江岸坡的稳定性进行了工程地质分类评价,并采用河岸地质结构预测法对岸坡发展趋势进行了预测.分析和预测表明,护岸工程岸坡不存在稳定（A）类岸坡;基本稳定（B）类岸坡约占23%;稳定性较差（C）类岸坡约占48.5%;稳定性差（D）类约占28.5%.     

为什么河流是弯弯曲曲的

A：有一首歌唱得好,“小河弯弯向南流”,弯弯的河流随处可见。其实,世界上的河流几乎都是弯曲的。河流之所以是弯弯曲曲的,最主要的一个原因就是河流所流经的地方,地形往往是复杂的。由于河岸两边的土壤结构不叮能完全一致,土壤内所含各种物质也不可能完拿相同,因此两侧土壤承受水冲击力的能力就不同,河岸有些地方会凹进去,有些地方会凸出来。     

原位复合纤维强化AgCuNiCe合金制备过程的组织性能演变

银合金是重要的低压和中压电接触材料，力学与导电性能的协同调控一直是银合金电接触材料领域的关键挑战和重点发展方向。本文提出了采用原位复合纤维强化方式调控Ag–11.40Cu–0.66Ni–0.05Ce (质量分数)合金力学与导电性能的思路，明确了原位复合纤维强化合金制备过程的组织性能演变规律。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)和电子背散射衍射(EBSD)对不同变形阶段的微观组织进行了观察。研究结果表明，本文提出的方法可以实现原位复合纤维强化Ag–Cu–Ni–Ce合金的制备。大变形量拉拔后，纤维直径约为100–200 nm，合金室温硬度由铸态的HV 81.6提升到HV 169.3，导电率由铸态的74.3% IACS提升到78.6% IACS。随着变形量的增加，合金表现出两种不同的强化机制，电导率显示出三个阶段的变化速率。相关研究通过原位复合纤维强化机制的引入，实现了银合金电接触材料强度和导电性能的同时提升，为制备高性能银合金电接触材料提供了新的思路。     

河流冲刷作用下人工堤岸稳定性研究

针对河流冲刷造成堤岸坡脚及坡面缺损的情况建立了将冲刷预测和边坡稳定分析相结合的耦合分析方法。首先基于实测资料建立人工神经网络预测模型,对冲刷作用下堤岸及河床的变形进行预测分析,以获得堤岸坡脚被冲刷后的几何形态,然后在此基础上对边坡进行稳定分析和应力-应变分析,得出被冲刷后的边坡的整体稳定评价和变形特征。通过北江大堤某河段典型断面的计算,验证了所建立的模型和所采用的方法的有效性,对于人工堤防的运行管理具有理论意义和重要的实用价值。     

V形件弯曲回弹的计算机辅助分析

目的:本文研究了V形件弯曲回弹变形。方法:建立了V形件弯曲的模型,采用计算机辅助分析V形件弯曲回弹的总变形及其X方向和Z方向的变形,并对V形件弯曲后的应变和安全区进行了分析。结果与结论:通过弯曲件回弹的分析,掌握弯曲件的回弹趋向,初定回弹量的大小,以减少模具在试模调整阶段的工作量,保证弯曲件的质量。