检索结果-内蒙古大学图书馆

硅酸盐学报 2025年第1期53卷 47-59页

作者：王元战袁良智天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072

在海洋水位变动环境下,氯离子在混凝土中的传输主要包括2种机制:浓度梯度产生的扩散和湿度梯度产生的毛细吸附。目前针对水位变动环境混凝土氯离子传输规律的研究,主要考虑扩散和水平向毛细吸附,忽视沿重力方向的竖向毛细吸附。为了研... 详细信息

在海洋水位变动环境下,氯离子在混凝土中的传输主要包括2种机制:浓度梯度产生的扩散和湿度梯度产生的毛细吸附。目前针对水位变动环境混凝土氯离子传输规律的研究,主要考虑扩散和水平向毛细吸附,忽视沿重力方向的竖向毛细吸附。为了研究其影响,利用自制的海洋潮汐循环模拟装置,设计了考虑和不考虑竖向毛细吸附的2种室内自然侵蚀试验。通过测定上述2组试验中氯离子浓度分布,确定混凝土氯离子浓度最高的区域,评估竖向毛细吸附对混凝土表面氯离子浓度C_(s)和氯离子扩散系数D_(a)的影响。结果表明:受竖向毛细吸附影响,混凝土中氯离子浓度最高的区域在最高水位以上0~50 mm段。竖向毛细吸附降低了水位变动区氯离子浓度,增加了最高水位以上区域的氯离子浓度。在水位变动区域,竖向毛细吸附使得混凝土表面离子浓度和氯离子扩散系数降低。在最高水位以上区域,竖向毛细吸附增大了混凝土表面氯离子浓度和氯离子扩散系数。基于Fick第二定律,建立了考虑竖向毛细吸附影响的混凝土氯离子传输经验模型,模型与试验数据吻合良好。

关键词：混凝土水位变动环境竖向毛细吸附氯离子回归分析

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河长代际责任下城市内河可持续治理机制研究

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中国环境科学 2025年第3期45卷 1731-1744页

作者：申婧文清张敏张阳詹瑞何理中国计量大学经济与管理学院天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室

在全面推进碧水保卫战背景下,如何通过有效的政策措施科学引导河长承担代际责任,以推动城市内河的可持续治理,是亟需解决的重要现实问题.本文旨在破解城市内河可持续治理模式中“河长代际衔接难、政府内部监管有限”困境,基于演化博弈理... 详细信息

在全面推进碧水保卫战背景下,如何通过有效的政策措施科学引导河长承担代际责任,以推动城市内河的可持续治理,是亟需解决的重要现实问题.本文旨在破解城市内河可持续治理模式中“河长代际衔接难、政府内部监管有限”困境,基于演化博弈理论,构建了包含上代河长、下代河长、政府行政监督部门和公众的四方演化博弈模型,分析不同因素对系统策略演化的影响,探究地方政府行政监督部门如何与公众合作,构建内外双层多元共治监督体系,以促进河长承担代际责任.研究表明:(1)在时空演进中,两代河长之间的相互影响是不对称的,上代河长的治理策略对下代河长的影响较大.(2)随着综合治理成本的增加,两代河长均表现出消极的治理意愿;而成本分担比例的减少虽减轻了上代河长的治理负担,但不利于下代河长延续治理,导致治理中断现象.(3)政府行政监督部门的执行力度增加会不同程度地缩短系统趋稳时间,对两代河长均有显著影响.(4)绩效奖励额、绩效惩罚额以及级别工资变化会不同程度地影响系统趋稳时间,但与绩效奖惩的弹性相比,级别工资变化对两代河长治理策略的影响有限.(5)提高公众举报力度在一定程度上缩短了系统趋稳时间.该研究不仅丰富了政府官员代际责任与生态环境可持续治理理论的研究范畴,而且为城市内河生态可持续治理提供了理论借鉴和参考.

关键词：城市内河可持续治理河长代际责任奖惩机制演化博弈

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基于向量式实体单元的深水厚壁管道压溃分析

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船舶力学 2025年第3期29卷 451-464页

作者：李振眠邵强余杨余建星马文韬刘鹏飞田博文张志炜天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072 天津大学天津市港口与海洋工程重点实验室天津300072 国家管网集团工程技术创新有限公司天津300450

厚壁管道广泛应用于(超)深水油气输送和浅水管道止屈防护,但目前国际权威规范对其极限承载能力存在明显低估,其经济性和安全性受到了业界的高度关注。针对厚壁管道局部压溃的关键力学问题,首先推导向量式有限元(VFIFE)实体单元计算公式... 详细信息

厚壁管道广泛应用于(超)深水油气输送和浅水管道止屈防护,但目前国际权威规范对其极限承载能力存在明显低估,其经济性和安全性受到了业界的高度关注。针对厚壁管道局部压溃的关键力学问题,首先推导向量式有限元(VFIFE)实体单元计算公式,建立考虑几何、材料和边界非线性的厚壁管道压溃行为分析模型。通过8组缩尺比厚壁管道压溃试验和DNV规范、ABAQUS模拟分析模型的准确性。开展径厚比、初始椭圆度和屈服强度的敏感性分析,量化DNV规范方法的计算误差,并基于VFIFE结果拟合得到更准确的厚壁管道压溃压力计算公式。研究结果表明:VFIFE常应变四面体单元模拟结果符合实际情况,可以为深水厚壁管道压溃行为分析提供一套新的分析策略,但应注意确定结构准静态加载允许的最大加载速率;在较高的外压载荷作用下,管道会发生局部压溃和动态屈曲传播,截面由椭圆形变化为内壁出现一定褶皱的“哑铃”形,应力分布的变化规律符合实体结构屈曲失稳的一般规律;DNV规范对于厚壁管道压溃压力的计算误差分别随径厚比减小、初始椭圆度减小和材料屈服强度增大而增大;厚壁管道压溃压力的修正公式同源数据拟合误差为-2.49%~1.72%,异源数据计算误差为-6.11%~1.70%,能够准确计算径厚比8~18、初始椭圆度为0.5%~3.0%和材料屈服强度为300~550 MPa的深水管道压溃压力。本文结果可用于指导海底厚壁管道设计和校核。

关键词：深水厚壁管道向量式有限元实体单元压溃试验局部压溃屈曲传播

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半湿润丘陵区能量闭合特征及影响因素分析

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中国农村水利水电 2025年第05期 24-32+42页

作者：吴丽英罗志琪河北省邢台水文勘测研究中心天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室

涡度相关技术作为当前进行碳水通量观测的有效方法，通常存在观测到的能量平衡方程不闭合的问题，对数据可靠性产生直接影响。以柳林流域涡动相关系统通量观测数据为基础，聚焦于能量分量变化特性及其滞后效应，采用能量平衡比率法及普... 详细信息

涡度相关技术作为当前进行碳水通量观测的有效方法，通常存在观测到的能量平衡方程不闭合的问题，对数据可靠性产生直接影响。以柳林流域涡动相关系统通量观测数据为基础，聚焦于能量分量变化特性及其滞后效应，采用能量平衡比率法及普通最小二乘法两种方法，对近地层能量闭合率进行了深入探讨与分析。结果表明：日尺度上各能量组分的时段变化呈单峰特征，潜热、感热和地热通量的变化均滞后于净辐射。能量闭合比率的异常正值占4.31%，异常负值占21.16%，异常闭合现象主要出现在夜间和日出、日落期间，其根源在于各能量组分的变化滞后于净辐射，而这种湍流通量与可利用能量的正负变化不同步现象与湍流结构无直接关联。最小二乘法的能量闭合率为0.66，其大小在国内外已有研究中位于中间水平，当相对垂直湍强小于0.12时，受到湍流运动状态的显著影响，而随数据质量等级的变化较小。剔除异常闭合值后，普通最小二乘法的整体和白天的能量闭合率分别提升了3.34%、4.24%，夜间则大幅升高了32.13%。当相对垂直湍强RIw <0.12时，白天和夜间的最小二乘法斜率均随RIw的增大而呈显著增大趋势，随着RIw继续增长，白天斜率的增速放缓，夜间则呈下降趋势。此外，能量闭合率和大气稳定度、RIw均呈单峰模式，相关性明显，说明近地层大气的湍流运动状态对于能量闭合率有重要影响。

关键词：涡动相关系统异常能量闭合率能量滞后现象大气稳定度相对垂直湍强

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落物二次撞击作用下水下防护设施损伤特性

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船舶工程 2025年第2期47卷 156-161页

作者：沈晓鹏李书兆朱春丽李明鎏孙瑜萌徐万海中海油研究总院有限责任公司北京100028 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072

[目的]为探究落物二次撞击作用下水下防护设施的损伤特性,重点评估初始损伤、撞击位置、速度及质量对结构防护性能的影响。[方法]基于有限元方法建立水下防护设施数值模型,并通过落锚碰撞试验验证模型的准确性,进而系统分析二次撞击位... 详细信息

[目的]为探究落物二次撞击作用下水下防护设施的损伤特性,重点评估初始损伤、撞击位置、速度及质量对结构防护性能的影响。[方法]基于有限元方法建立水下防护设施数值模型,并通过落锚碰撞试验验证模型的准确性,进而系统分析二次撞击位置、速度及质量对撞击应力和等效塑性应变的影响规律。[结果]结果表明,二次撞击位置与初始损伤的距离越远,初始损伤的负面影响越小;当撞击速度和质量增大时,最大撞击应力与等效塑性应变显著增加,且初始损伤导致二次撞击等效塑性应变的最大增幅达60%,尤其在邻近损伤区域的影响更为显著。[结论]水下防护设施的二次撞击损伤由初始损伤位置与撞击参数的协同作用主导,工程设计中须优先考虑邻近损伤区域的多次撞击极端工况,以提升防护结构的可靠性。

关键词：水下防护设施二次撞击撞击损伤数值模拟

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水流作用下大直径墩柱周围局部冲刷实验

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哈尔滨工程大学学报 2025年

作者：王东闫圣李绍武大连海事大学环境科学与工程学院天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室大连海事大学交通运输工程学院

针对桥梁、港口水工建筑物以及近岸海洋结构墩柱基础稳定性问题，本文采用物理模型实验方法在较大宽度的造流水槽中开展了较大直径圆柱周围的局部冲刷研究。清水冲刷条件下实时观测了圆柱周围控制点的冲刷发展过程，冲刷坑发展达到平衡... 详细信息

针对桥梁、港口水工建筑物以及近岸海洋结构墩柱基础稳定性问题，本文采用物理模型实验方法在较大宽度的造流水槽中开展了较大直径圆柱周围的局部冲刷研究。清水冲刷条件下实时观测了圆柱周围控制点的冲刷发展过程，冲刷坑发展达到平衡历时最长近10 d。结果表明：Sheppard公式计算结果最接近实验数据，圆柱周围冲刷最大冲刷深度随摩阻流速的增大而增大，但受水深影响不大。对最大冲刷深度起控制作用的因素是摩阻流速，因此在冲刷预报公式中采用摩阻流速代替断面平均流速作为影响因素更为合理。

关键词：水流大直径墩柱清水局部冲刷大冲刷模型实验无粘性沙冲刷坑深度预报公式

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高桩码头施工进度仿真模型的构建及应用

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水道港口 2025年第2期46卷 290-297页

作者：杜波彭勃唐光冉许蓝田李青美王元战中国路桥工程有限责任公司北京100011 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072

高桩码头是一种常见的码头结构形式,施工过程复杂,涉及因素众多,但目前缺少针对高桩码头施工过程的仿真模型和相关的敏感性分析研究。通过耦合循环网络技术(CYCLONE)和关键路径技术(CPM),建立了高桩码头施工仿真模型。基于Python中的Si... 详细信息

高桩码头是一种常见的码头结构形式,施工过程复杂,涉及因素众多,但目前缺少针对高桩码头施工过程的仿真模型和相关的敏感性分析研究。通过耦合循环网络技术(CYCLONE)和关键路径技术(CPM),建立了高桩码头施工仿真模型。基于Python中的SimPy库开发了高桩码头施工仿真软件,通过输入机具配备情况和相应的施工效率可以得到总工期、主要工程施工节点横道图和影响工期参数的敏感性分析结果。将该软件应用于安哥拉卡约新港口,开展了工期计算、多因素敏感性分析和进度纠偏,为实际施工管理中的重点因素把控与施工方案优化提供科学依据。

关键词：施工仿真高桩码头敏感性分析 CPM 进度纠偏

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三江源区夏季降水水汽源地变化及其对降水影响

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水力发电学报 2025年第2期44卷 38-49页

作者：刘璇杨明祥董宁澎戴凌全王浩天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室天津300072 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 中国长江三峡集团有限公司长江生态环境工程研究中心武汉430010

为定量评估气候变化对三江源区夏季降水影响,基于ERA5再分析数据,利用拉格朗日粒子扩散模式(HYSPLIT),对三江源区夏季降水开展后向轨迹模拟,重点分析了区域内夏季干期(2000—2002年)和湿期(2003—2005年)代表年下水汽源地变化,并定量评... 详细信息

为定量评估气候变化对三江源区夏季降水影响,基于ERA5再分析数据,利用拉格朗日粒子扩散模式(HYSPLIT),对三江源区夏季降水开展后向轨迹模拟,重点分析了区域内夏季干期(2000—2002年)和湿期(2003—2005年)代表年下水汽源地变化,并定量评估了水汽源地对流域夏季降水由干转湿的贡献率。结果表明:三江源区夏季降水量在2002年出现了“干转湿”现象,青藏高原南部是三江源区夏季降水的关键水汽来源,来自海洋的水汽可能在高原南部中转后再流向三江源区,其次是高原北部和三江源本地,中国东部和欧亚大陆的贡献率接近。受南亚季风影响,高原南部及孟加拉湾是湿期代表年三江源区夏季降水增加的主要水汽来源,其对降水增量的贡献为56.4%;受西风带和北风调控,高原北部和欧亚大陆对降水增量的贡献率为32.7%。研究成果可以为深入理解三江源区夏季降水干转湿现象提供新的视角。

关键词：三江源区夏季降水水汽源地水汽输送路径水循环

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2000−2020年塔里木河干流生态系统对地下水位变化的响应

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环境科学研究 2025年第1期38卷 151-165页

作者：马晓倩钟瑞森吴彬刘坤魏光辉钟文静新疆农业大学水利与土木工程学院新疆乌鲁木齐830052 中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室新疆乌鲁木齐830011 新疆塔里木河流域管理局新疆库尔勒841000 新疆遥感与地理信息系统应用重点实验室新疆乌鲁木齐830011 新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室新疆乌鲁木齐830052

地下水位的深浅直接影响植被的生长状况、生态分布格局及生态系统的稳定性,因此研究生态系统对地下水位变化的响应对于生态修复工作至关重要。塔里木河干流地下水位的波动,主要是生态输水、气候变化和人类活动共同作用产生的结果,地下... 详细信息

地下水位的深浅直接影响植被的生长状况、生态分布格局及生态系统的稳定性,因此研究生态系统对地下水位变化的响应对于生态修复工作至关重要。塔里木河干流地下水位的波动,主要是生态输水、气候变化和人类活动共同作用产生的结果,地下水位的变化影响生态系统的空间分布。以塔里木河干流为研究对象,基于长期监测的地下水埋深数据和多期遥感数据,运用半变异函数模型、动态度分析、分形维数计算和趋势分析等方法,分析地下水埋深和生态系统的时空特征,探讨生态系统对地下水位变化的响应。结果表明:①2000−2020年,塔里木河干流的地下水埋深随着与河道距离的增加而逐渐增大,地下水埋深的空间变化受到人为因素(种植制度、灌溉强度)以及自然环境(地形、地貌、气候、土壤类型和含水层)的影响,且空间相关性不断提高。②2000−2020年,塔里木河干流生态系统变化主要表现为农田生态系统面积的增加和草地生态系统面积的减少,此变化占总变化的58%。其中,农田生态系统主要由灌丛生态系统转变而来,转变面积为1118.00 km^(2);草地生态系统向其他各生态系统转变面积显著,为1258.69 km^(2)。③生态系统的分形维数从1.4701降至1.1350,表明其用地的复杂程度降低,稳定性指数从0.0299增至0.3650,稳定性增强。④持续的生态输水使塔里木河干流地下水位上升,生态呈现出显著的正面发展态势,77.0%的区域生态轻微改善,8.0%的区域中等程度改善,1.7%的区域明显改善。研究显示,地下水埋深的变化对塔里木河干流生态有显著影响,地下水埋深减小,生态恢复明显,地下水埋深增大则生态退化明显。

关键词：生态系统地下水埋深动态特征响应塔里木河干流

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循环荷载下圆砾的宏观动力特性及其细观模拟

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工程科学与技术 2025年第03期 82-95页

作者：马少坤田发派黄海均马敏何本富段智博广西大学土木建筑工程学院广西大学特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室清华大学土木水利学院

为探讨地铁循环荷载作用下地基圆砾的宏观动力特性演化规律及其内部细观结构的动力响应特征，利用DYNTTS大型三轴循环试验系统，开展一系列饱和不排水动三轴试验；同时，基于室内试验建立离散元（DEM）不排水动三轴模型，分析不同相对... 详细信息

为探讨地铁循环荷载作用下地基圆砾的宏观动力特性演化规律及其内部细观结构的动力响应特征，利用DYNTTS大型三轴循环试验系统，开展一系列饱和不排水动三轴试验；同时，基于室内试验建立离散元（DEM）不排水动三轴模型，分析不同相对密度、围压及动应力幅值下圆砾的宏观动力特性演化特征及内部细观参量响应规律。结果表明：当围压较小（σ3=100 kPa）且相对密度较低（Dr=0.3）时，圆砾的累积塑性应变过大（高于0.61%），列车运行存在严重的安全隐患；当围压较高（σ3=200、300 kPa）时，累积塑性应变较小（低于0.14%），列车运行相对安全。相对密度和围压越大，试样的累积塑性应变越小，回弹模量越大，试样内部耗损的能量越低，故可考虑采用高压注浆等挤压措施提高土体相对密实度以减小地铁地基的沉降。循环加载过程中，配位数及各向异性均呈周期性变化，配位数的变化方向与循环荷载的变化方向相反，而各向异性的变化方向与循环荷载的变化方向相同。动应力幅值越大，配位数越小，各向异性越强；相对密度及围压越大，配位数越大，各向异性则越弱。强接触主要由轴向应力控制，其对承载力起着主要支撑作用。研究成果可为圆砾地基地铁线路的设计及安全运营提供参考。

关键词：循环荷载圆砾动力特性离散元

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