天津大学学报杂志 统计源期刊

天津大学学报 2013年第04期杂志 文档列表

天津大学学报杂志建筑工程

沥青混凝土心墙堆石坝施工仿真建模与可视化分析285-290

摘要：沥青混凝土心墙堆石坝施工仿真通过计算机模拟来研究和分析坝体的复杂施工过程，为工程设计和施工管理提供了有效的工具．文中对沥青混凝土心墙堆石坝施工系统进行了分解协调，阐述了沥青混凝土心墙堆石坝施工仿真的基本原理；在综合考虑施工过程中的复杂约束条件下，建立了沥青混凝土心墙堆石坝施工动态仿真的数学逻辑关系模型；基于Unity3D引擎，研发出网络环境下沥青混凝土心墙堆石坝施工过程的三维可视化分析系统．研究成果在某工程实例中进行了具体应用，成果验证了该仿真模型的有效性和技术方法的先进性．

香溪河春季突发水华事件的应急调度策略291-297

摘要：三峡水库蓄水后，春季香溪河中上游河段水华频发．通过调度方式改变香溪河回水区温差剪切分层流的运动特性，进而破坏藻类生长环境，能够有效抑制水华发生或降低水华暴发程度．基于此，结合实测资料建立了三峡库区一香溪河垂向二维富营养化模型，通过模拟详细探讨了调峰和蓄放水位对香溪河水华暴发过程的影响，并针对不同水平年分析了春季突发水华事件的应急调度空间．研究结果表明：当春季香溪河中上游河段有水华发生征兆时，可通过15d左右的中期蓄水调度和日调峰运行有效降低藻类浓度，日均升水位超过0．1m时，藻类浓度可下降11．5％以上．同时考虑入库径流过程、电站经济运行以及最大下泄能力等因素，较丰水年具有最大的调度空间．

混合分布在非一致性洪水频率分析的应用298-303

摘要：大清河流域由于兴建防洪X-．程，改变了原天然河道的洪水径流关系，使得用于大型水库防洪调度的入库洪水序列失去了一致性．本文以龙门水库的年洪峰序列、固定时段的年最大洪量序列（1日、3日和6日）为例，首先对此4个洪水序列采用水文变异诊断系统进行变异分析，识别非一致性洪水序列的变异点．并在2个分布组成的混合分布假设下，研究非一致性洪水序列的频率计算问题，用模拟退火算法对混合分布进行参数估计，并将混合分布给出的设计洪水与不考虑变异情况的设计洪水以及1985年水利部规划总院（wRHPDGI）审定的设计洪水进行了比较分析．结果表明，相比不考虑变异情况的设计洪水值，考虑变异情况下的不同设计标准的设计洪水值均有不同程度的减小，且变异的程度均较明显，说明大清河流域下垫面和人类活动的变化导致入库洪水减少的现象较明显，进行设计洪水的校核和修订很有必要．

无支撑多级支护结构稳定性与破坏机理分析304-314

摘要：无支撑多级支护结构是一种适用于软土地区大面积深基坑的新型支护技术，但其变形受力特点、设计理论及稳定评价方法等尚不完善．将大变形计算方法物质点法（MPM）应用到基坑稳定性研究中，结合传统的有限元方法，从小变形及大变形两方面对某工程实例中的两级支护基坑进行了剪切滑动面开展及变形破坏等方面的分析．结果表明：无支撑多级支护体系在方案合理的情况下，次级支护结构可以有效抑制主要支护结构被动区塑性剪切带的开展，各级支护结构协同工作能力良好，整体稳定性强，失稳破坏后最终形成一个过主要支护结构下部的圆弧形滑动面，破坏模式类似于悬臂厚挡墙；另外，与传统方法不同，MPM可以更好地预测出土体强度变化时基坑破坏的最终滑动面和影响范围．

浅水爆炸冲击荷载下高拱坝抗爆性能分析315-321

摘要：水下爆炸冲击荷载作用下大坝动力响应较之静态荷载和地震荷栽作用下要复杂得多．通过构建高拱坝水下爆炸大型数值全耦合模型，考虑混凝土材料的高应变率效应，采用三维非线性有限元法对近水面水下爆炸冲击荷载作用下的大坝动态响应进行了全性能数值仿真，探讨了高拱坝在浅水爆炸冲击荷载作用下的动力响应、潜在破坏模式及失事机理，研究了爆心距及炸药量对大坝抗爆性能的影响研究结果表明：拱坝由于其拱形受力特点，具有较高的承压能力；在常规小当量炸药爆炸冲击荷栽作用下，坝体仅产生局部开裂破坏；当大当量高能炸药在库区浅水近场爆炸时，上游面坝顶中部发生严重压碎和剪切破坏并形成上下游贯穿的裂缝，且裂缝向坝体下部扩展至1／2坝高处，导致坝体产生严重破坏．

考虑热交换的引水隧洞施工通风两相流模拟322-327

摘要：针对深埋引水隧洞的储热作用所导致的施工通风散烟困难问题，建立综合考虑气固热交换、尘粒间相互耦合作用的三维非稳态欧拉一拉格朗日两相流紊流模型．尘粒间相互耦合作用力包括相间曳力、浮力、热泳力、升力和虚拟质量力等．结合某大型水电站深埋长距离引水隧洞施工通风，探讨隧洞内含尘气流的对流热交换规律，研究隧洞内风流微观运动机理以及粉尘运移规律．模拟结果表明：风流在风管出口下侧形成涡流区，1号和2号引水隧洞风流分布基本一致；工作面附近通风降温效果明显，隧洞壁面的表面平均换热系数沿工作面到风管出口处呈先增大后减小的趋势，表面平均换热系数模拟值与经验公式计算结果基本吻合；施工通风1350S左右时，粉尘浓度满足规范要求．

穿江输油管道抗浮稳定最小埋深分析328-332

摘要：穿江管道的最小埋深受到多方面因素的影响，如何确定最小埋深是穿江管道埋深设计中必须重视的关键问题．针对最小埋深传统算法的不足，提出了基于有限元的优化算法．该优化算法可综合考虑上覆土层厚度、河道行洪冲刷、地震荷载等因素的影响，得到的管道最小埋深更加符合工程实际情况．结合某实际的穿江管道工程，进行了2种计算方法的对比，分析了有限元优化算法的优越性．

渤海海冰演化的三维数值模型333-341

摘要：基于非结构化网格、有限体积三维海洋模型FVCOM建立了海洋一海冰耦合的渤海海冰数值模拟系统．模型中考虑了海冰动力过程和海冰热力过程，讨论了适合渤海的冰厚度分类规则、临界冰厚、短波辐射在冰内的透射率以及冰的热传输系数的合理取值．利用美国国家环境预报中心（NCEP）一小时一次的再分析气象数据作为驱动对2003--2004年冬季渤海海冰过程进行了模拟模拟的渤海温盐计算值与实测值吻合较好，模拟的渤海冰盖分布与同期卫星遥感结果接近，模拟的辽东湾初冰日、终冰日的海冰面积、海冰厚度及其最大值和最大值对应的时刻与实测值基本一致．模拟与实测结果对比表明，建立的三维海冰数值模型能比较合理地反映渤海动力过程、气象条件影响下的温盐场过程以及渤海海冰的生消演化过程，具有较高的计算精度和计算效率，适合用于渤海海冰中长期数值模拟．

跌坎消力池临底流速试验研究342-346

摘要：基于模型试验结果，分析比较了跌坎消力池与传统消力池的临底流速分布以及最大临底流速分布特性．分析结果表明：跌坎消力池临底流速分布为谷峰型；在其他条件一定时，随着跌坎高度增加，消力池最大临底流速减小；随着入池能量的增大，射流能量增大，到达底板的最大临底流速也相应增大；仅改变跌坎消力池的入池角时，随着入池角的增大，跌坎消力池最大临底流速相应增大．研究结果可为跌坎消力池的设计提供参考和指导．

基于信息熵的河床演变分析347-353

摘要：采用信息熵的理论与方法，引入河床演变的指标信息熵和年份信息熵概念，并给出计算公式定量地分析河床演变．选取黄河下游6个河段作为研究区域，利用每个河段1972--2000年影响因素的实测资料计算了各个影响因素对河床演变影响的客观权重和河段年份信息熵．通过对比研究结果可以看出：能够反映组成河岸与河床物质的相对可动性的宽深比对河床演变的权重最大，并且河床边界条件对河床演变的影响大于来水来沙条件；6个河段的年份信息熵的大小，依次是花一夹河段、夹一高河段、高一孙河段、孙一艾河段、艾一泺河段和泺一利河段，表明年份信息熵越大河型越不稳定，年份信息熵越小河型越稳定有序；同时验证了信息熵越大系统越混乱、信息熵越小系统越有序的结论．

天津市设计暴雨方法比较及公式修正354-360

摘要：设计暴雨是防洪设施建设的安全标准之一，由于气候改变，水文循环过程随之改变，降雨强度及规律也相应发生改变，因此有必要对设计暴雨进行进一步研究．以天津市为研究对象，采用52年P-Ⅲ型的降雨资料作为样本；采用年最大值法、年多个样法进行选样，采用耿贝尔分布、广义极值分布、指数分布和P-Ⅲ型分布对设计暴雨进行理论频率分析，以回归分析中的决定系数作为评价指标．通过频率适线分析得出暴雨强度．历时．重现期关系曲线，并采用高斯一牛顿迭代法对暴雨强度公式进行求解，以绝对标准差及相对标准差作为暴雨强度公式评价指标．结果表明P—Ⅲ型曲线更为适用，而目前使用的设计暴雨强度小于根据52年降雨资料得出的设计暴雨强度因此，随着数据的积累对设计暴雨进行修正是非常必要的．

堆石料压实质量实时监测指标与碾压参数的相关性分析361-366

摘要：为给高堆石坝施工质量的连续控制提供有效指标，提出了以实时监测的压实监测值（CV）作为堆石料压实状态的表征指标．在分析CV与碾压参数（行车速度、碾压遍数、压实厚度、激振力状态）之间相关性的基础上，建立了CV与上述碾压参数的多元回归模型．实例研究表明：CV与碾压参数的相关性显著，且其可由碾压参数精确表征；由于碾压参数对于堆石料压实质量有着显著影响，故间接验证了CV可作为堆石料压实状态的实时表征指标的可能性，为进一步研究CV表征堆石料压实质量指标（如干密度、孔隙率等）提供基础．

国家海洋能试验场波浪能评估计算367-372

摘要：通过波浪浮标实测数据对SWAN模型进行验证，将一年的波浪条件分为5个代表波况（2011年7月-9月典型波浪条件、2011年7月-9月台风过程峰值、2011年10月-12月典型波浪条件、2012年1月-3月典型波浪条件以及2012年4月-6月典型波浪条件），利用验证后的SWAN模型对成山头海上试验场区的各波况下的波浪条件进行模拟，计算波功率的空间分布，选取波况1作为各个季度的典型代表波况以及波况2台风过程峰值波况，进行试验场波功率空间分布分析．基于各代表波况出现天数进行时间加权计算，得到一年内平均波功率分布，选取了波能聚集的3个近岸点作为波浪能发电装置的推荐布放位置．

钢管桩防腐护甲的冰磨蚀试验373-379

摘要：在处于飞溅区的钢管桩上安装防腐护甲是避免其腐蚀破坏的有效方法．开展室内模型试验对防腐护甲上的冰磨蚀作用进行了研究．试验中首先进行冰速扫描，测试不同冰速下防腐护甲的受力和变形，冰速范围涵盖了冰排在桩前发生延性破坏、交替延性一脆性破坏直至脆性破坏时的特征冰速．试验结果发现防腐护甲上的最大冰力和变形出现在冰排发生交替延性一脆性破坏时，对应的冰速为150mm／s．而后在此冰速下进行了防腐护甲的冰磨蚀试验．在试验中观察到防腐护甲上冰磨蚀效果明显，并且冰排对防腐护甲存在2种磨蚀作用模式，即冰排正面接触造成的浅层磨蚀和冰排边缘作用下的啃蚀效应．试验结果发现浅层磨蚀造成的划痕影响冰力明显，而啃蚀效应造成的凹痕控制累积磨蚀的增长水平．