基于计算流体动力学的不同流量比两股射流水垫塘的消能特性研究

为研究不同流量比的两股射流入射水垫塘后的消能特性,选用非定常不可压缩流动的N-S方程和RNG k-ε紊流模型,采用VOF(Volume of Fluid)法结合溪洛渡双曲拱坝水垫塘进行了数值模拟,分析了流量比对水垫塘底板的冲击压力、临底速度、流态特征影响,并定量研究了流场内时均动能的衰减规律。研究表明,随着上游水股射流流量的减小,上游水股对底板的冲击压力在逐渐减小,由上游水股产生的动水垫作用逐渐减弱,使得下游水股对底板的冲击压力在逐渐增大;水垫塘流场呈现为具有动水垫效应的单股射流和动水垫效应微弱的单股射流两种形态。定量计算结果表明:对于上游水股射流,时均流速梯度较大,时均动能衰减较快,且随着上游水股射流流量减小,时均动能衰减速度加快,而下游水股射流的时均流能量比值和时均消能率总体小于上游水股射流消能率。     

雾化雨入渗对溪洛渡水垫塘区岸坡稳定性的影响

运用不平衡推力传递法编制了考虑非饱和带基质吸力和暂态附加水荷载等作用的岩坡稳定分析程序ZSLP。根据雾化雨模型试验结果和岸坡护面措施可能发挥的功效,拟定了12种分析工况。在12种雾化雨入渗工况下,用ZSLP程序对溪洛渡水垫塘区岸坡进行了稳定分析。分析结果表明,雾化雨入渗能显著降低岸坡的稳定安全系数,安全系数的降幅对护面措施的功效比较敏感,应重视控制雾化雨的入渗。     

反拱水垫塘底板检修时板块位移的试验研究

按照重力相似准则,设计包括水垫塘、扬压力水箱,拱圈试验段在内的试验模型。对反拱水垫塘在检修时,键槽和直缝的两种底板块接触形式的板块位移分别进行试验研究。研究表明,两种接触方式下,承受扬压力的底板块必然上升,带动相邻的底板块上升,使拱圈形成局部拱或全拱;位移最大处的缝隙为张,其它缝隙则有张有合;在承受扬压力的底板块中,扬压力大的底板块位移最大或次之;相邻两底板块均受扬压力作用,则任一底板块在靠近扬压力大的底板块那一端位移要大;与拱端相邻的底板块,由于受到拱端约束,位移最小。经过对拱圈底板两种接触方案比较,两者底板位移的变化规律是完全相同的,数量级也是一致的,但位移量稍有差别。研究成果可为水垫塘底板结构型式的选择和设计提供参考。     

前置掺气坎式阶梯溢洪道掺气水深及消能率的计算

在前置掺气坎式阶梯溢洪道水力特性、消能特性、掺气效果、抗空蚀特性研究的基础上,运用动量矩方程推导出阶梯溢洪道形成均匀流时的掺气水深和消能率计算公式,建立了不同单宽流量下掺气水深与阶梯尺寸之间的关系以及阶梯尺寸、阶数与消能率的定量关系。研究表明,前置掺气坎式阶梯溢洪道具有掺气量与掺气浓度宜于控制,底部掺气充分,抗空蚀性能优越,消能率高,适宜于大单宽流量溢洪道等显著特点,可作为进一步推广应用阶梯式溢洪道的理论和试验基础。研究成果得到模型试验的验证并应用于实际工程中。     

气爆对煤体渗透性影响的实验研究

我国煤层的渗透率普遍偏低,采用常规增产改造和降压开发技术难以奏效。因此,提出了一种全新的卸压增透技术-气爆。阐述了气爆的实验原理、实验过程及气爆前后渗透率的对比。通过对40组气爆实验数据的分析研究可知:在气爆压力相近的情况下,当煤的硬度系数f为0.5~0.9,且渗透率k为0.001~0.005 D时,气爆效果更明显,部分煤体的渗透率甚至增加了10倍;同时,爆破孔深度、位置和气爆压力的大小也是影响渗透率变化的重要因素。实验结果为气爆技术的实际应用提供了数据支持。     

水流对渗流的影响实验研究

岸坡渗流是江河崩岸的主要诱因和重要研究内容之一.土力学中的渗流分析均建立在土体内部为低流速的层流、土体之外为静态水体的基础之上,而岸坡渗流之明显区别就在于土体之外的水体并非静态.利用新研制的实验设备,进行了不同切向水流流速、不同渗流水头差组合情况的水流渗流耦合试验,结果分析表明,水流对渗流有明显影响,并呈规律性变化:渗出面渗透比降越小,水流对透水性能的降低程度就越大,而比降超过一定数值后,水流将会增强透水性能.研究结果对江河两岸堤防等建筑物的安全评价将有着重要的理论价值和实用性.     

污水环境对水泥土渗透性能影响的试验研究

现多数水泥土防渗工程都间接或直接的与地下腐蚀性介质环境接触,会导致水泥土防渗性能的降低甚至失效。因此,通过室内模拟试验,设计了不同的水泥掺入比,进行了在污水和清水环境下水泥土的渗透性能试验,研究了在不同龄期下水泥土的渗透系数变化规律,并同时分析了渗透后水泥土中离子浓度的变化规律。试验结果表明,在清水环境下,随着龄期的增长,水泥土的渗透系数逐步减小,60 d后随着龄期的增加,水泥土渗透系数减小的程度越来越缓慢;在污水养护条件下,龄期在60 d之前,水泥土渗透系数逐步减小,龄期在60 d之后,由于水泥土被侵蚀,致使水泥土随着龄期的增加,水泥土的渗透系数逐步增大;无论是清水还是污水环境,随着水泥掺量的增大,其渗透系数均逐步降低;在污水环境中,随着龄期的增加,其水泥土中的Ca2+,Mg2+,Cl?, 浓度均逐步增大,而清水环境中Mg2+,Cl?, 浓度均逐步减小。其研究成果可为水泥土防渗工程的抗渗性和耐久性设计和应用提供技术参数,具有重要的工程意义。     

温度对泡沫性能影响的实验研究

泡沫作为一种特殊的钻井流体,其在环空中的泡沫质量、密度、稳定性以及流动状态等都将受到井内温度变化的影响。针对这一问题,通过实验,研究了温度对发泡液起泡能力及泡沫稳定性的影响。实验发现：基液的发泡能力受基液配方和发泡温度影响很大,在一定范围内温度升高可以提高泡沫的稳定性,但温度过高又会对泡沫的稳定性起反作用。     

酸碱环境对水泥土抗剪强度影响的试验研究

以水泥土处于复杂环境中的安全性和耐久性为研究背景,对酸碱环境下水泥土进行了固结不排水剪切试验,得到了水泥土应力偏差（σ₁-σ₃）与轴向应变（ε）关系曲线和抗剪强度指标,研究了酸碱度对水泥土抗剪强度的影响.试验结果表明,随着围压、水泥掺量、pH值的增加,水泥土的抗剪强度逐步增加;水泥土的黏聚力、内摩擦角随着水泥掺量及酸碱度pH值的增大而逐渐增加;得到了不同酸碱度环境下水泥土的抗剪强度方程.其研究结果对在水泥土工程中的安全性和耐久性设计具有一定的指导意义和参考价值.     

酸碱及可溶盐溶液对桂林红黏土压缩性影响实验研究

为探讨水环境对红黏土工程地质性质的影响,以桂林岩溶地区典型地段的红黏土为研究对象,对浸泡于不同浓度的 HCl、NaOH、Fe（NO3）3和 Al（NO3）3溶液中的试样进行固结实验。结果显示：（1）在 HCl 和 NaOH 溶液中浸泡后,红黏土的压缩模量都降低,压缩系数都增大,且溶液浓度越大其值降低或增大的幅度越大;（2）浸泡在 NaOH 溶液中的红黏土的压缩模量比浸泡在 HCl 溶液中的大,且压缩模量值随着溶液浓度的增加而减小,压缩系数则相反;（3）在 Fe（NO3）3和Al（NO3）3溶液中浸泡后,红黏土的压缩模量会随着溶液浓度的增大而增大,压缩系数随着溶液浓度的增大而降低,且 Fe（NO3）3溶液对红黏土的压缩性影响作用比 Al（NO3）3溶液的大。     

乌东德水电站水垫塘边坡雾化雨入渗数值分析

高坝泄洪雾化雨入渗是影响其水垫塘边坡稳定的关键因素之一。为分析乌东德水电站水垫塘边坡受泄洪雾化雨影响程度,选取水垫塘边坡典型断面,建立二维非饱和、非稳定渗流计算模型,采用有限元法模拟泄洪雾化雨入渗过程,分析雾化雨入渗条件下坡体饱和区范围及压力水头的变化规律,同时对比研究坡面防护措施的效果。结果表明,对于坡体内部渗透性上强、下弱的部位,随着入渗补给量的持续增加,在阻水部位压力水头会逐渐升高;当坡面采取弱透水材料防护后,可显著减少坡面雾雨入渗量,从而显著降低雾化雨入渗对坡体渗流场的影响     

Influence of previous aeration in water or heating in air of ilmenite on its flotation with oleic acid

It has been found that previous aeration in water or heating in air of ilmenite greatly improved the flotation recovery of this mineral with oleic acid. It is postulated that the iron atoms in the surface of ilmenite are more effective in floatation when oxidized to the ferric state, due to the lower solubility of the ferric compounds. Surface ferric oleate was identified by infrared spectroscopy on ilmenite that had reacted with oleate.     

局部冲刷对风机支撑系统承载性能的影响

海上风力发电作为一种绿色能源越来越受到重视,单桩基础局部冲刷的研究受到广泛关注。建立了不同冲刷深度的海上风机系统模型,对各模型进行静力、动力分析。结果与前人冲刷模型试验吻合,随着桩基冲刷深度的增大,支撑系统的最大水平位移、最大水平应力和最大弯矩值逐渐增加。冲刷深度为两倍桩径时,最大水平位移、应力及弯矩分别比无冲刷条件下增加了3.61%、12.7%、10.3%。风机系统的自振频率随冲刷深度的增加而降低,高阶频率更易受影响。桩基冲刷对风机系统的动力特性有显著影响,塔顶水平位移时程曲线随冲刷深度不断上移。海上风机设计时必须考虑冲刷对支撑系统承载性能的影响。     

挡土结构上的土压力和水压力

总结和分析了在静水压力、稳定渗流和超静水压力作用下,挡土结构上水土压力的计算方法,通过实例说明了水土分算与水土合算结果的差异及考虑水的渗流作用和超静孔压力作用对挡土结构上总压力计算的影响,并强调应进行控制挡土结构稳定的临界状态分析。     

填埋场单井注气气体压力监测试验及预测模型

确定填埋场注气过程中气体压力分布特征可为好氧通风工程提供关键技术和理论支撑。以现场单井注气试验为依托,在渗流力学理论的基础上,开展了不同注气强度条件下气体压力分布监测试验,分析了注气过程中气体压力的径向分布特征,推导了注气条件下垃圾土体内部以解析解形式表达的气体压力预测（analytical gas pressure prediction,简称AGPP）模型;结合现场气体压力监测结果,构建了以注气井压力为核心参数的经验公式形式的气体压力预测（empiricalgaspressure prediction,简称EGPP）模型。试验结果表明：低压注气强度也可以达到良好的注气效果,在较短时间内可以让气体充满注气井周围;通过现场监测数据与AGPP模型、EGPP模型的对比,初步验证了两种模型的可靠性。以上成果为预测和评估好氧通风过程中垃圾填埋场气体压力分布提供了新方法。     

超孔隙水压力对低塑性黏性土桩土界面抗剪强度的影响

研究黏性土中桩土界面的抗剪强度及其参数受超孔隙水压力影响的规律,对工程实践具有重要意义。利用自制的大型恒刚度直剪仪,完成了一系列不同界面粗糙度、不同试样含水率和不同剪切速率试验条件下的直剪试验,分析了在不同试验条件下超孔隙水压力变化规律,进而得到考虑超孔隙水压力的桩土界面抗剪强度及其参数的变化规律。研究结果表明：随着界面粗糙度等级提高,桩土界面超孔隙水压力减小,桩土界面抗剪强度、有效黏聚力和有效摩擦系数增加;随着含水率的增加,桩土界面超孔隙水压力增加,桩土界面抗剪强度降低,含水率对桩土界面抗剪强度的影响主要是改变了桩土界面的黏聚力,黏聚力先增大后减小,对摩擦系数的影响较小;特定试验条件下,随着剪切速率的增加,桩土界面超孔隙水压力增加,桩土界面抗剪强度降低,桩土界面黏聚力先增大后又减小,变化幅度不超过2 kPa,对摩擦系数的影响较小。因此,桩土界面抗剪强度及其参数是界面粗糙度、试样含水率和剪切速率变化引起超孔隙水压力变化共同影响的结果,试验结果可供相关工程设计参考。     

Influence of dissolved oxygen concentration and aeration time on nitrite accumulation in partial nitrification process

This study investigated the influence of dissolved oxygen concentration and aeration time on nitrification and nitrite accumulation in an attempt to optimize the recently developed biological-partial-nitritation process for the treatment of strong nitrogen wastewaters. Investigation of dissolved oxygen concentration on ammonium and nitrite oxidation was carried out in a batch reactor. The dissolved oxygen concentration of 0.5 mg O₂/L inhibited both ammonium as well as nitrite oxidation, while increase of dissolved oxygen concentration to ～1 mg O₂/L increased the ammonium oxidation rate and was comparable to that at higher dissolved oxygen concentrations. Experiments were carried out in a sequencing batch reactor for more than 100 days to investigate the influence of aeration time on nitrite accumulation. The dissolved oxygen concentration was controlled at ～1.0 mg O₂/L (in the range of 0.8–1.5 mg/L) during the aeration stage, and volatile suspended solid was maintained at 2.0 g/L while temperature and pH were 30±1°C and 8.3±0.1, respectively. In a typical cycle, complete nitrification occurred at aeration time longer than 6 h. When the aeration time was reduced to 4 h., ～80 % of partial nitritation was achieved. With a further reduction in aeration time to 3 h., nearly 1:1 nitrite/ammonium ratio was yielded. This result revealed that for the reactor design, aeration time determined by feasibility experiments must be considered based on the nitrogen strength in wastewater and biomass concentration in the reactor with dissolved oxygen concentration of ～1.0 mg O₂/L for satisfactory partial nitrification with subsequent processes such as anaerobic ammonium oxidation.     

沉桩超孔隙水压力对码头边坡稳定的影响

沉桩会对码头边坡稳定产生不利影响,一是引起桩周土体超孔隙水压力的急剧上升,导致土体有效应力降低;二是沉桩的振动加速度会产生对边坡稳定不利的瞬时惯性力。对于灵敏度低的土质岸坡来说,前者是影响其稳定性的主要因素。考虑沉桩时初始超孔隙水压力的分布,根据Biot固结方程超孔隙水压力消散解的一般表达式,建立了沉桩引起的超孔隙水压力随时间消散的解析式,在条分法的基础上考虑沉桩产生的超孔隙水压力的不利影响,建立了沉桩时边坡稳定安全系数的计算公式。根据沉桩顺序对某码头进行边坡稳定分析,结果表明：考虑打桩作用的岸坡稳定安全系数明显降低,沉桩产生的超孔隙水压力逐渐消散,边坡稳定安全系数随沉桩工序历时变化,施工中期由于超孔隙水压力叠加,岸坡最危险,沉桩结束3个月以后,超孔隙水压力基本消散,边坡稳定安全系数接近不考虑沉桩时的值。工程中要根据打桩计划进行边坡稳定计算。     

Eclogites and water pressure

Available data on the stability of amphibolites and the basalt-eclogite transition allow an estimate of the stability field of eclogites in wet systems. It appears that if water and load pressures are comparable, eclogites cannot be stable in the crust; the formation of eclogites in the crust requires moderate total pressures and low water pressures. If the reactions forming eclogites occur in essentially dry rocks, their formation may reflect kinetic as well as equilibrium factors.