大型拱式U型薄壳渡槽结构的模态分析

采用三维有限元方法对拱式U型渡槽结构进行了模态分析，包括空槽、3.5m水深（出于研究目的而采用的参数）、设计水深和满槽水深等工况。分析了流固耦合的渡槽结构的基本动力性能和水体对渡槽结构的影响，为渡槽结构的抗震设计提出了建议。     

基于动态权重-云模型的大型渡槽安全综合评价

针对传统渡槽安全评价方法忽略了评价指标权重的动态变化，不能实时反映危险因子对渡槽实际运行状态的影响等缺陷，提出了一种基于动态权重-云模型的渡槽安全综合评价方法，引入动态权重模型为评价指标动态赋权，并利用云模型获取评价指标隶属度。将该方法应用于南水北调中线干线工程M河渡槽安全评价并与静态权重模型评价结果进行了对比，结果表明，动态权重-云模型实现了评价指标层权重计算结果随工程运行状态的实时变化，同时对危险因子的识别敏感性更高，提高了评价方法对复杂运行环境下渡槽安全综合评价的适用性和准确性。     

考虑地貌修正的基本风压计算方法研究

提出根据气象台站的每日极大风速和最大风速记录修正非标准地貌风速记录的方法。采用该方法对北京和大连气象站的风速数据进行分析计算, 得到50年重现期的基本风速, 并与原数据的计算结果进行比较。因为修正系数将各年最大风速都转换到标准地貌下的对应值, 所以修正后的年最大风速数据呈现良好的平稳性特征。最大似然估计的假设检验表明极值Ⅰ型分布是年最大风速的有效统计模型, 同时也说明所提出的数据修正方法的有效性。因此在计算基本风压时, 应当对非标准地貌条件下获得的气象数据进行修正, 以获得可靠结果。     

南水北调某渡槽三维有限元设计分析

本文采用有限元程序建立三维模型,对南水北调某渡槽进行了设计分析。发现该渡槽的刚度比较大,在自重和水压力荷载下,渡槽各向位移均较小;不计应力集中,渡槽跨中底板某些局部地区纵向拉应力,达到了3.24MPa,根据《水工混凝土结构图设计规范》C50混凝土抗拉强度为2.0MPa,因此渡槽的最大拉应力大于混凝土抗拉强度值,需要配置预应力筋,以防槽体开裂。     

大型渡槽-水耦合体系动力特性分析

以梁式渡槽为工程背景，采用任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法分析大型矩形、U形截面渡槽结构-水耦合体的动力特性，针对不同的水深研究渡槽结构在谐波激励、地震激励下的振动反应及水体对渡槽槽身的作用．研究结果表明，渡槽结构中水体的晃动具有明显的非线性特征，在一定的外激励下水体的晃动作用十分显著，水体晃动产生的动水压力将改变渡槽槽体中的应力分布，但是在渡槽结构截面深宽比合理的情况下，渡槽槽体不会发生横向失稳．对比矩形、U形渡槽-水耦合体系的动力特性可以发现，U形渡槽中水体的晃动幅度一般大于矩形渡槽中水体的晃动幅度，这对高排架渡槽结构的性能有显著影响，在渡槽抗震设计中应给予足够重视．     

考虑土-结构相互作用渡槽流固耦合体风振响应分析

以排架渡槽为研究对象,分别建立考虑土-结构相互作用(SSI)效应和不考虑土-结构相互作用(SSI)效应下的三维渡槽-水流固耦合体风振计算模型,通过自回归滑动平均(ARMA)模型模拟脉动风,采用任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法求解渡槽和水体的耦合相互作用问题,针对不同水深工况,分别计算分析渡槽流固耦合体系在风荷载随机动力作用下的动力响应。研究结果表明:考虑SSI效应使得渡槽结构横槽向抗风刚度降低,导致结构风振位移响应增大;渡槽结构各部位最大主应力随槽内水深增大而增大,考虑SSI效应渡槽结构主应力稍大于不考虑SSI效应渡槽结构主应力;在脉动风荷载作用下,水深是决定渡槽倾覆力矩和动水压力的控制因素,土-结构作用的影响较小。     

基本风速预测中缺失历史数据的修订方法

基本风速预测及制定中,经常会碰到历史数据的缺失现象,从而带来有效数据量少、风速预测效率不高的问题。为了尽可能避免这一现象带来的影响,对缺失历史数据进行修订是一个十分重要的环节。提出了基本风速预测中缺失数据的修订方法。统计了各气象台站的最大风速数据缺失率,介绍了目前采用的数据修订方法。根据数据缺失的特点及关注的对象,选用多重填补法对缺失的数据进行修订,并详细介绍了该方法的填补步骤。选用两个具体填补算例对日最大风速值数据修订进行说明,并用极值Ⅰ型概率模型对比了填补前后数据预测百年一遇风速的效果。结果表明,利用经缺失数据填补后的风速数据文件得到的历年最大风速序列,可以有效改善由于数据记录缺失造成的年最大风速值的遗漏,更好地预测基本风速。     

余震持时特性对高烈度区渡槽动力响应的影响研究

主震发生后会在短时间内引发多次余震，长持时余震是否会对主震受损后的高烈度区渡槽结构造成额外损伤仍需探讨．以滇中引水工程某典型梁式渡槽为工程实例，建立渡槽-水-支座-支撑结构全耦合有限元模型．基于能量持时的定义，以设计反应谱为基础，从PEER强震数据库中选择长持时和短持时地震动记录来构造主、余震地震序列，对渡槽结构进行非线性动力分析；充分考虑主震作用后渡槽的初始损伤状态，提出了渡槽损伤评价指标，探讨了不同持时的余震对主震受损后渡槽结构动力响应的影响．结果表明：余震持时特性对主震受损渡槽的抗震性能有显著影响，长持时余震对主震受损后渡槽结构造成更严重的累积损伤，在渡槽动力响应分析中不容忽视．因此，在渡槽地震安全评估和抗震设计时，除需考虑余震的频谱特性和幅值外，还应重点考虑持时特性．     

采场自然发火范围的确定

根据实验室的试验确定某一工作面煤炭的灭火最大氧气浓度，或灭火最大漏风风速，用束管监测系统确定采空区该灭火氧气最大浓度所在位置距离工作面的距离，或用SF6示踪技术测定采空区该位置的漏风风速与实验室结果进行比较，从而确定采场自燃发火的范围。     

寒旱地区混凝土箱形渡槽湿热耦合效应

针对冬季渡槽的湿热全耦合效应问题,避免渡槽在冬季输水过程中出现裂缝现象,以寒旱地区某渡槽为工程背景,利用湿热耦合传输理论分析,实测2023年1月5至1月20日的环境温度、环境湿度及风速,采用Fluent有限元软件建立了不同环境参数的混凝土箱形渡槽温度场、湿度场、湿热耦合场有限元模型。并分析不同工况对冬季渡槽的非耦合和全耦合状态下的温度效应的影响。分析结果表明,渡槽通水时冬季最不利温差为-14.7℃,不通水时为-6.3℃;渡槽通水时冬季最不利横向温差为-10.2℃,不通水时为-6.2℃;在湿度扩散过程中,沿板厚方向湿度由内向外逐渐减小,且吸水速度随时间的增大而减小;在湿热耦合过程中,全耦合场温度值小于非耦合场温度值,湿热全耦合作用的挠度变化值小于湿热非耦合作用下的挠度变化值,湿热耦合作用的拉应力小于湿热非耦合作用下的拉应力值,因此,湿热全耦合作用对渡槽结构变形有利。     

淠史杭灌区将军山渡槽除险加固设计

淠史杭灌区将军山渡槽地处江淮分水岭之间,位于六安市舒城县张母桥镇东岗村和金安区交界处,不仅是沟通淮河水系和长江水系的重要枢纽,也是淠史杭灌区迄今为止最大的渡槽;该渡槽建于20世纪70年代,运行40多年,工程老化严重,槽身渗漏,裂缝众多,影响工程使用和结构耐久性,急需除险加固;文章针对将军山渡槽存在的诸多问题,提出除险加固设计方案。     

U型断面薄壳渡槽应力分析的简化计算方法

本文对Ｕ型断面薄壳渡槽的内力计算建议了一种简化计算方法，与有限元方法计算结果对比，有足够的精度，且学过结构力学的工程技术人员均可掌握，对从事渡槽等的设计人员有参考价值。     

上海环球金融中心顶部台风“灿鸿”风速实测

基于上海环球金融中心顶部(494m)采集到的台风"灿鸿"风速数据,对平均风速、湍流强度、阵风因子和峰值因子进行了分析.用广义风速谱拟合的方法计算湍流积分尺度,运用拟合参数将风速谱与Von Karman谱进行对比.研究结果表明:10min最大平均风速与1h平均风速,3s最大平均风速与10min平均风速均有较好的线性关系;顺风向和横风向阵风因子与湍流强度之间都满足线性关系;顺风向和横风向湍流积分尺度随10min平均风速的增加而增加;本次实测得到的风速谱与Von Karman谱有一定差距.     

U形渡槽水体大幅晃动的ALE有限元模拟

应用任意拉格朗日-欧拉有限元方法分析大型u形渡槽结构中流体的大幅晃动问题；针对不同的水位，研究渡槽结构在谐波激励和地震作用下的振动反应．数值分析表明，渡槽结构中水体的晃动具有明显的非线性特征，且随着水位的增高，水体晃动的非线性增强；同时存在某一水位使得水体的晃动幅度产生突变增大．     

长江口多年一遇模拟台风的推算

统计了１９４９～１９８７年进入研究地点一定范围内的台风诸要素（中心气压差、最大风速半径、地点、台风移动速度和方向等）的概率分布，得到台风强度符合韦布尔分布，而最大风速半径符合极值Ⅰ型分布的结论。根据台风诸要素为相互独立的假定，确定了台风强度与最大风速半径的联合分布模式，并进行了随机组合，给出了某一重现期的模拟台风，该台风可用于推算相同重视期的台风波浪或台风增水。     

城际铁路隧道列车风特性及对人员安全的影响分析

采用数值模拟方法,对列车在城际铁路隧道内运行过程中所产生的列车风变化过程进行分析,计算CRH2流线型列车在隧道内运行时,隧道内沿纵向不同位置列车风最大风速,进一步探讨隧道内列车风纵向和横向分布特性,并参考相关标准分析隧道内轨侧疏散通道、轨下疏散通道进行人员疏散时的安全性.结果表明:车头风速梯度很大,且在车头侧面空间出现风速转向,环隙空间内气流流动为典型的Couette湍流流动和Poiseuille湍流流动的叠加,车尾风速最大,对轨侧人员安全最为不利;CRH2流线型车以200km/h速度运行时,轨侧疏散通道最大风速17.2 m/s,轨下疏散通道口及通道内最大风速分别为15.2和9.5 m/s.按照16.9 m/s风速标准进行判断,人员可从轨下疏散通道进行疏散.     

沙河渡槽工程第二施工标段箱基渡槽模板施工

沙河渡槽工程是南水北调中线上技术难度最高的控制性工程之一,是目前世界上规模最大的渡槽工程.为保证混凝土的外观质量和施工工期,针对沙河渡槽工程结构复杂、施工工期紧张的结构特点,详细介绍了各部位模板的结构型式及模板的施工情况.结果表明,模板的标准化、机械化,可大大提高施工作业水平.     

南水北调工程洛河渡槽耦合动力分析

在合理模拟临跨的静态荷载以及质量影响的基础上，采用三维有限元对南水北调工程沼河大型渡槽典型槽段单跨渡槽进行结构地震动力分析，对于影响渡槽结构动力响应的盆式支座、槽内水体与结构的流固耦合作用以及桩基-土体的动力相互作用，参照相关规范的原则和相关研究成果，在尽可能反映其实际影响和合理简化的基础上进行模拟，研究了结构自振特性、结构各部位的动力位移、应力以及内力响应。计算结果表明：采用不同水体模拟方法和不同计算分析方法得到的动力响应规律是一致的，动力响应值比较接近。     

面向可能最大洪水-风暴潮复合情景的热带气旋强度-降水参数设定方法研究

为开展可能最大洪水（PMF）-风暴潮灾害情景设定，在已有可能最大热带气旋（PMTC）参数设定研究的基础上，引入热带气旋降水气象参数，并探索了热带气旋强度-降水参数设定的方法框架.基于中国气象局的热带气旋最佳路径-强度、美国联合台风预警中心的最大风速半径，以及中国自动站与CMORPH融合降水等数据，统计分析了热带气旋最大风速、中心最低气压、最大风速半径、每小时降水量等参数间的定量关系，并构建了PMTC关键参数设定的方法.结果表明：1）基于已有PMTC参数设定方法，引入降水参数后，能够设定不同等级热带气旋登陆时的关键参数，为PMF-风暴潮复合情景模拟提供输入数据；2）通过线性拟合以及多倍标准差，能够确定参数可能的最大上限，MSW与最低气压、最大风速半径呈负相关关系，与每小时降水的最大值、第99百分位值，以及总和存在明显的负相关外包络线；3）若样本分布较分散，可通过分段研究与极值函数拟合相结合的方法，探索数据分布的不确定性及参数间相关关系，在此基础上，探索不同概率水平的每小时降水总量以及外包络线.研究结果可为沿海地区热带气旋防灾减灾救灾和风险管理提供决策依据.     

基于最大熵理论的润扬悬索桥桥址极值风速预测

基于最大熵可靠度理论,提出了润扬大桥悬索桥的桥址极值风速预测方法,从而为润扬大桥悬索桥的风效应可靠度评估提供实际的荷载概率模型.根据桥址实测短期风速风向数据,计算了反映桥址气候特征的日最大风速风向频度函数,并计算了统计的桥址风速风向联合概率密度函数曲面.在此基础上采用最大熵法建立了桥址的风速风向联合概率模型,并对润扬大桥悬索桥50年和100年重现期内的极值风速进行了预测.分析结果表明,采用联合概率模型能够较好地描述润扬大桥悬索桥桥址的良态气候风场模式,并且桥址预测的极值风速小于设计风速,说明润扬悬索桥抗风设计时考虑了较大的安全度.