河北水利电力学院学报

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土石混合料力学特性和颗粒破碎研究

代兴先, 宋杨, 张志彬, 齐子怡, 刘棋瑞

2024, 34(1): 1-8. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.01.001

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文中针对土石混合料开展了一系列的室内三轴固结不排水试验。通过对应力-应变关系曲线、强度参数以及颗粒破碎规律等方面进行分析,探讨土石混合料的力学性质与破碎特点。实验数据分析发现,含石量和相对破碎率呈正相关;围压增大,相对破碎率的破碎趋势会逐渐减缓,二者的关系符合Allometricl函数模型。此外,含石量的增加能够提高土石混合料的强度;内摩擦角随含石量的“低-中-高”具有着“慢-快-慢”的增长规律,Boltzmann函数模型能够较好地描述这一规律并具有一定的适用性;土石混合料的黏聚力在含石量较低时较大,含石量较高时黏聚力下降到一定程度后随含石量的增加缓慢增长。

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沥青结合料高温性能评价指标研究综述

侯立成, 马士宾, 张宇, 袁琪杰, 邹宝刚

2024, 34(1): 9-15. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.01.002

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选用不同的指标来评价同一沥青结合料的高温性能可能会得出完全不同的结果,为快速准确地分析沥青结合料的高温性能,选取合适的评价指标则尤为重要。文中总结了针入度、软化点、60℃动力粘度等常规指标和车辙因子在评价沥青结合料高温性能时的局限性;介绍了新指标改进型车辙因子G^*/(sinδ)⁹、粘性蠕变劲度G_v和不可恢复蠕变柔量J_nr,分析了新指标的特点,综述了采用各指标取得的研究成果;最后,为我国相关规范的修订提出建议并对未来发展进行展望。

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岩爆及蚀变岩不良地质条件下TBM卡机脱困施工技术

韩建录

2024, 34(1): 16-21. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.01.003

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硬岩掘进机(Tunnel Boring Machine,TBM)+钻爆法是目前特长山岭隧道常用的施工方法。在不良地质情况下,硬岩掘进机极易发生卡机情况,严重时甚至会发生工程事故。为了应对上述随时可能发生的卡机情况,以在建的TBM法施工输水隧洞工程为背景,提出了一种在岩爆、蚀变岩等不良地质条件下,处理TBM卡机脱困的技术,重点阐述了处理要点、具体施工方法和控制流程。该施工技术的实施和TBM脱困的应用,为今后应对类似工程设备脱困提供了有价值的案例和参考。

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冲击荷载作用下混凝土动态力学性能研究

程思悟, 代兴先, 冯凯, 齐子怡, 张泽

2024, 34(1): 22-28. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.01.004

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为了探讨混凝土在冲击荷载作用下的动态力学性能,应用有限元分析软件对不同冲击速度下,C30、C40及C60混凝土的SHPB试验进行了模拟分析。通过数值模拟得到了不同速度条件下的应力-应变曲线及能量时程曲线并分析了试件的破碎过程。结果表明:C40混凝土与C60混凝土的峰值应力比C30混凝土分别高了20.8%与31.6%,提高混凝土的强度等级可以提高混凝土结构的抗冲击性能。冲击速度为10m/s与15m/s时,混凝土的应变率分别是冲击速度为5m/s的3.2与4.7倍,表明混凝土是一种应变率敏感型材料。能量时程曲线总体上分为3个阶段:前期稳定阶段、中期增长阶段与最后稳定阶段。冲击荷载作用下,混凝土先从边缘由外向内破裂,并在内部产生劈裂破坏。

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高密度电法在汛期堤防渗漏隐患探测中的应用

刘栋臣, 汤克轩, 刘金鹏, 李国瑞, 王志豪

2024, 34(1): 29-33. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.01.005

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汛期高水位、高渗透压力下,会造成堤防渗漏缺陷扩大或隐患加剧,快速、准确地开展堤防渗漏隐患应急排查,是指导科学防汛、保障安全度汛的重要举措。针对管涌、散浸、穿堤建筑物等渗漏缺陷及隐患,开展了高密度电法的场地试验,得到汛期堤岸的电性结构,通过比对试验,得到不同渗漏缺陷与无显著缺陷堤岸的电性差异,以此为基准,采用高密度电法对子牙河右堤天津静海段特别是子牙河汇入独流减河段进行隐患排查,划分了渗漏隐患区和潜在风险区,为保障海河流域“23·7”特大洪水期间堤防安全提供了重要技术支撑。

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布桑加水电站坝址探洞地震波CT应用研究

刘晟, 王杰, 刘康和, 阎建维

2024, 34(1): 34-38. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.01.006

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为满足布桑加水电站混凝土双曲拱坝对地质条件的基本要求(即坝基岩体完整均一、强度高、地质构造简单等),需要研究坝址区基础岩体质量状况,并探查岩体内部是否存在地质缺陷,利用坝址区两坝肩已开挖探洞实施洞间岩体地震波CT测试,获得测试区域工程岩体的波速分布规律。依据地震波CT成像波速分布变化特点判定坝址工程岩体结构特征、工程岩体质量以及地质构造、软弱岩带等地质缺陷的空间分布等,揭示了坝址区工程岩体的基本地质条件,取得了良好的应用效果,达到了勘察测试的目的,为大坝工程设计提供了可靠的基础资料。

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关于将斜拉坝技术运用于淤地坝建设的设想

辛振科

2024, 34(1): 39-42. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.01.007

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均质土填筑的淤地坝易发生连锁溃坝,文中提出了将斜拉坝技术运用于淤地坝建设的设想,并与闸坝和液压升降坝2种方式进行了对比。在大厚度黄土地区修建斜拉坝,其主要技术难点是坝前拉索的锚固问题,对此开发设计了适用于深覆盖层上建设斜拉坝的抗拔基础结构。并对斜拉坝的防渗、泄洪等方式进行了探讨。

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某城市输水渠道工程裂缝修补处理材料工艺对比及分析研究

傅柯

2024, 34(1): 43-47. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.01.008

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对在某城市输水渠道工程裂缝修补处理中常用的几种处理方法及材料进行分析研究,分别选取A倒虹渐变段外露箱涵南北侧面、B渡槽槽箱东西侧面等两种典型构筑物中4处病害区域,在不停水状况下,分别采用不同补强防渗材料及施工工艺对A倒虹渐变段外露箱涵南北两侧存在的施工冷缝造成的混凝土劣化、结构渗水、混凝土表皮大面积溶胀、剥落、渗流、局部黄白色结晶物析出和B渡槽槽箱东西侧面存在的长裂缝渗水、局部结晶物析出等病害区域进行补强处理。同时结合现场处理效果,对所采用的补强材料、施工工艺进行对比分析研究,得到适合不同病害的最优解决方案,为后期管理工作提供科学合理化建议,为同类型水利设施病害处理提供借鉴参考。

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基于衡水湖湿地景观格局对生物多样性影响因子分析

刘修水, 王小坡

2024, 34(1): 48-53. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.01.009

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衡水湖自然保护区景观格局的改变会对生物资源的多样性产生一定影响,因此在景观格局演变过程分析基础上,探讨景观变化对生物多样性的影响具有一定必要性。为了分析其对生物多样性的影响,文中在景观格局演变分析基础上,利用In VEST模型提取3个景观类型为威胁因子,对衡水湖生境退化度以及质量2个指数进行模拟,研究衡水湖整体格局的景观演变特征与规律及生物生境质量的演变特征。结果表明:生境退化度以及生境质量均随着衡水湖的有效治理向良好的方向发展,但近年来生境质量逐渐下降;生境质量分析可知维持湖区的稳定有利于整体保护区的发展,但居民点及未利用地面积增加会对湖区生境质量产生影响。此外,中低值区面积增加,主要分布于干涸的西湖区,为保护鸟类的栖息生存,有关部门应注意西湖区及湖区周围的开发强度。

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基于灰色时间序列随机组合模型在地下水埋深预测中的应用——以沧州市为例

韩超, 刘晓延, 刘佳峻, 贺云鹏, 温永福, 刘娟

2024, 34(1): 54-60. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.01.010

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地下水资源是支撑区域粮食生产的重要基础资源,为解决河北省浅层地下水水位持续下降问题,以河北省典型平原区沧州市为例,依据2007-2022年水位监测井观测数据,通过MATLAB软件结合灰色时间序列原理搭建地下水埋深灰色时间序列随机组合模型,揭示沧州市地下水埋深变化规律,为沧州市乃至河北省平原区地下水资源可持续开发利用提供依据。通过相关模拟方法证实该模型简洁实用,精度较高。研究结果表明:未来3年(2023-2025年),如果按照目前的发展趋势,沧州市地下水位会继续下降,平均年降幅为1.45m左右。

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基于倾斜摄影测量的校园建筑物三维模型构建

张丽军, 林杨, 靳少飞

2024, 34(1): 61-65. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.01.011

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无人机和倾斜摄影测量技术的发展,极大地提高了三维实景建模的精度和效率。基于无人机倾斜摄影测量技术,构建高精度可量测的河北水利电力学院实景三维模型。根据河北水利电力学院区域情况布设10个像控点和16个参考点,利用DJI Phantom 4 RTK进行倾斜摄影测量,构建了校园实景三维模型,分析并解决了空中三角测量后模型破裂、断层和建筑物过高倾斜摄影测量数据采集不完整等问题。为了解决图书馆楼由于楼层过高产生的空洞问题,单独进行了贴近摄影测量获得了高精度单体模型。分别从相对精度和绝对精度上对修复后的模型进行精度分析,得到了平面中误差为3.6cm,高程中误差为5.1cm的实景三维模型。

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基于InVEST模型的雄安新区碳储量和生境质量时空变化分析

万虹麟, 王凤春, 鲍思奇, 焦润龙, 菅政

2024, 34(1): 66-75. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.01.012

摘要 ( )

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研究雄安新区生态系统碳储量和生境质量,对生态修复和环境可持续发展有重要意义。基于InVEST模型,首先评价雄安新区碳储量和生境质量两项服务功能,然后将评价结果采用综合指数法进行叠加,进一步评价雄安新区生态系统服务综合重要性。研究结果表明:2005-2020年,雄安新区碳储量和生境质量分布格局基本稳定;不同土地利用类型固碳能力的大小与碳密度值呈现较高的一致性,碳储量最低的是建设用地,最高的是滩地,耕地的碳储量处于中间水平,不同土地利用类型生境质量在整个研究期较为稳定,生境质量高值区大部分集中成片分布于白洋淀区域,部分零星分布于研究区其他地区,水域的生境质量一直维持在较高水平;雄安新区生态系统服务功能综合重要性处于中等水平,白洋淀流域综合重要性水平高于其他区域。

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基于BIM与GIS技术的三维模型构建与分析

赵文, 吴长悦, 张凌云, 张中月

2024, 34(1): 76-80. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.01.013

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文中研究了建筑信息模型(BIM)和地理信息系统(GIS)的结合在解决建筑行业问题方面的潜力。通过使用Revit软件构建BIM模型,并将其导入地理信息软件中,进行三维模型分析,挖掘更多的三维数据的价值。研究结果表明,BIM-GIS结合在解决建筑行业问题方面具有巨大的潜力。通过整合BIM模型和地理信息,可获得全面、准确的建筑模型,包括几何属性、构件信息、时间进度和成本数据等。通过三维模型分析,能够更好地理解建筑物在地理空间中的相互关系和影响。在建筑物运维阶段,我们能够实时监测和预测建筑物状态,并提供有效的决策支持,这种结合为建筑行业带来了更多的机遇和发展空间。

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一种基于渐进形态学滤波的DEM生成方法

吴菁钏, 刘年涛

2024, 34(1): 81-86. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.01.014

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为了探索一种全新的DEM(Digital Elevation Model,简称DEM)生产方法,提高城市DEM的更新效率,利用渐进形态学滤波分离DSM中地面高程点和非地面高程点,然后对地面高程点构建Delaunay三角网,并基于射线与三角网求交的方式插值生成完整的DEM。实验表明,文中方法不仅能够有效地完成DEM的数据生产,且生产的DEM误差可控,能够满足实际的应用需求。因此,该方法具有极强的技术可行性,可以提高无人机DSM的利用率,促进城市DEM的动态更新。

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