检索结果-内蒙古大学图书馆

工程地质学报 2025年第1期33卷 397-405页

作者：欧阳鹏昊李子曦徐文杰清华大学水圈科学与水利工程全国重点实验室北京100084

边坡、地基的稳定分析是岩土工程领域的重要内容之一。极限平衡法(LEM)是常用的一类岩土工程稳定性分析方法,但其在滑动面形态、块体间相互作用力等方面需要进行大量的假定和简化。不连续布局优化(DLO)法是近几年来逐渐发展起来的一种... 详细信息

边坡、地基的稳定分析是岩土工程领域的重要内容之一。极限平衡法(LEM)是常用的一类岩土工程稳定性分析方法,但其在滑动面形态、块体间相互作用力等方面需要进行大量的假定和简化。不连续布局优化(DLO)法是近几年来逐渐发展起来的一种岩土体稳定性分析方法,由于其不受滑动面形态等的限制,在一定程度上可以克服了极限平衡法的不足。本文采用Davis提出的Mohr-Coulomb非关联流动法则修正系数对DLO法所采用的土体强度参数进行修正,分析了DLO法中土体强度参数c与φ对滑动面位置及形状的影响,并以此为基础,发展并研发了用于岩土体稳定性分析的算法,并采用系列经典算例对DLO法和LEM法在岩土体稳定性分析方法进行了系统的对比分析,结果表明采用Mohr-Coulomb非关联流动法则进行修正的DLO法得到的稳定系数和滑动面形态与LEM法较为接近。相比于LEM,DLO法不受滑动面形态假定的限制,可以基于非线性规划得到最优的潜在滑动面位置,以及不稳定条块的破裂模式,从而为边坡加固提供依据。

关键词：不连续布局优化法稳定性分析滑动面边坡稳定极限平衡法

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中国高空风资源分布特征

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水力发电学报 2025年第2期44卷 28-37页

作者：何浩牛小静清华大学水利水电工程系北京100084 清华大学水圈科学与水利工程全国重点实验室北京100084 清华大学水利部水圈科学重点实验室北京100084

高空风能是未来新能源开发的重要潜在资源。本文基于欧洲中期天气预报中心2000—2022年的ERA5数据和地面高程数据,统计分析了中国地区在4000 m以下不同距地面高度的风力特征,给出了风速的时空分布和典型风速的出现频率。结果表明,风速... 详细信息

高空风能是未来新能源开发的重要潜在资源。本文基于欧洲中期天气预报中心2000—2022年的ERA5数据和地面高程数据,统计分析了中国地区在4000 m以下不同距地面高度的风力特征,给出了风速的时空分布和典型风速的出现频率。结果表明,风速空间分布复杂,整体上东北和高原地区风速大,南方、西北等地区小;低空沿海风速大,内陆小。时间分布呈现春冬两季较大、夏季最小的特征,陆地上最大风速常出现在1月、12月,最小风速常出现在7月、8月。风功率密度整体上东北、西南和沿海地区更丰富。在低空,极端大风速的出现频率在内蒙古、东三省等地较高;在高空,西藏、青海等地较高。进一步地,本文还给出了我国不同距地面高度的风能资源分布图和变化规律,有助于高空风电项目规划和设计开发。

关键词：风能资源时空分布特征再分析数据高空风能

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基于声发射和离散元理论煤体宏细观损伤力学行为研究

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中南大学学报(自然科学版) 2025年第1期56卷 173-188页

作者：张琪李祥春刘耀儒聂百胜清华大学水圈科学与水利工程全国重点实验室北京100084 中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院北京100083 重庆大学煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室重庆400044

研究煤体在加载过程中的宏细观尺度损伤力学行为对于从本质上探寻连续-非连续型材料的损伤破坏机理至关重要。本文基于声发射监测实验并结合PFC2D离散元软件,从本质上阐述煤体材料复杂宏观力学行为的细观损伤破坏机理。研究结果表明:当... 详细信息

研究煤体在加载过程中的宏细观尺度损伤力学行为对于从本质上探寻连续-非连续型材料的损伤破坏机理至关重要。本文基于声发射监测实验并结合PFC2D离散元软件,从本质上阐述煤体材料复杂宏观力学行为的细观损伤破坏机理。研究结果表明:当煤体进入屈服阶段后,微裂隙结构彼此相互贯通并形成随意的漫射分布,声发射(AE)定位信号表现出明显的激增现象,这一现象可以作为煤体失稳破坏前的预警信息;围压的作用改变了煤体在宏观尺度下的纵向劈裂破坏模式,导致次生裂纹数量增加,并形成多个共轭剪切面,使煤体由纵向劈裂模式和剪切破裂模式向“Y”形剪切破坏模式和多剪切破坏模式转变;煤体宏观主破裂面与轴向应力方向形成的破裂夹角随围压变化呈正相关递增关系。在应力-应变全过程不同阶段中,煤体轴向应力与轴向应变对应微裂纹扩展演化的敏感性阈值指标,可为煤体宏细观损伤破坏机理研究提供借鉴。

关键词：煤体声发射离散元宏细观损伤破坏

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CoSim:一个用于多过程、多相态及多尺度分析的∗耦合模拟器

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防灾减灾工程学报 2025年第2期45卷 247-262页

作者：徐文杰周乾冯泽康张杨杨王君豪陈雍之欧阳鹏浩水圈科学与水利工程全国重点实验室北京100084 清华大学水利水电工程系北京100084

多过程、多相态、多尺度(“3M”)是自然界及工业、工程领域共同面临及亟待解决的问题。数值计算是现代科学研究和工程分析的重要范式。从“3M”的物理力学机制出发,以不同数值方法的优势为基础,发展耦合算法实现数值方法间的优势互补,... 详细信息

多过程、多相态、多尺度(“3M”)是自然界及工业、工程领域共同面临及亟待解决的问题。数值计算是现代科学研究和工程分析的重要范式。从“3M”的物理力学机制出发,以不同数值方法的优势为基础,发展耦合算法实现数值方法间的优势互补,形成以算法间的“耦合”为特色,并以GPU并行加速为支撑实现大规模、高性能计算分析,研发了新型的高性能数值计算平台—耦合模拟器(CoSim)。CoSim软件目前涵盖固体力学、流体力学及不同算法间的耦合,共16个求解器模块和1个CAE模块,突破了现有大部分软件集中于单一算法难以解决复杂“3M”问题模拟的瓶颈,有效地实现了岩土体及其它材料在“变形→渐进破坏→灾变”全过程中的连续‐非连续、连续→破裂、流体‐固体、细观‐宏观的耦合分析,以更好地逼近复杂实际的物理力学过程,为解决复杂的“3M”问题提供了有效的新质生产力。

关键词：耦合模拟器数值计算地质灾害耦合算法流-固耦合

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小底坡长泄洪洞掺气坎体型优化分析

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水力发电学报 2025年第1期44卷 124-134页

作者：覃月王志刚李玲陈永灿刘昭伟清华大学水圈科学与水利工程全国重点实验室北京100084 中国水利水电科学研究院水力学研究所北京100038

掺气坎是防止高速水流泄水建筑物发生空蚀破坏的重要结构,然而,在低Fr数流动及小底坡条件下易发生空腔回水阻塞通气孔的现象,影响掺气效果,为此,考虑在掺气坎下游设置阻流坡以抑制回溯水流的不利影响。通过理论分析和1:25模型试验,建立... 详细信息

掺气坎是防止高速水流泄水建筑物发生空蚀破坏的重要结构,然而,在低Fr数流动及小底坡条件下易发生空腔回水阻塞通气孔的现象,影响掺气效果,为此,考虑在掺气坎下游设置阻流坡以抑制回溯水流的不利影响。通过理论分析和1:25模型试验,建立了含阻流坡的空腔积水力学模型,研究了阻流坡对小底坡长泄洪洞掺气坎空腔积水情况的影响。研究表明:阻流坡主要通过改变射流冲击角θ_(2)大小来影响空腔积水情况;对于小底坡泄洪洞,根据阻流坡角度变化对积水域的影响,可将对应空腔状态分为回流满溢段、阻水优化段、净空腔段3个阶段;在试验工况中,综合考虑阻流效果和掺气效果,最佳坡角在阻水优化段出现(21%<γ_(r)<41%),此时射流下方形成稳定空腔且水气接触较为充分。本研究可为低Fr数流动下小底坡泄洪洞的掺气坎体型优化提供技术参考。

关键词：掺气坎小底坡阻流坡空腔积水低Fr数

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深埋隧道微震震源参数特征规律研究

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地下空间与工程学报 2025年第1期21卷 247-253页

作者：熊炎林陈冠甫刘晓丽中铁隧道局集团有限公司勘察设计研究院广州511400 清华大学水圈科学与水利工程全国重点实验室北京100084 清华大学水利部水圈科学重点实验室北京100084 清华大学水利水电工程系北京100084

为分析深埋隧道开挖过程中围岩破裂的尺寸、机制和过程,本文以西南某隧道为研究对象,在隧道中构建微震监测系统,采用双差定位确定隧道开挖过程中微震事件的空间位置,并对静态应力降、动态应力降、震源半径等震源参数的演化规律进行了研... 详细信息

为分析深埋隧道开挖过程中围岩破裂的尺寸、机制和过程,本文以西南某隧道为研究对象,在隧道中构建微震监测系统,采用双差定位确定隧道开挖过程中微震事件的空间位置,并对静态应力降、动态应力降、震源半径等震源参数的演化规律进行了研究。结果表明:(1)开挖过程中围岩的破坏形式以拉破坏为主;(2)的静态应力降与天然地震和矿山微震相比要小几个量级,表明在围岩应力调整相对较小,同时隧道的动态应力降要小于静态应力降,表明隧道围岩破裂程度较高;(3)震源破裂的尺寸要大于浅埋隧道,但是小于矿山微震和天然地震;(4)深埋隧道围岩的破裂过程与天然地震和矿山微震存在区别,在研究过程中既要借鉴天然地震和矿山微震方面的研究成果,又要注意其与两者的区别。成果可以为研究深埋隧道开挖过程中微震震源处围岩的破裂过程提供借鉴。

关键词：深埋隧道震源参数围岩破裂微震监测

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陕甘宁盐环定扬黄梯级泵站优化研究

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武汉大学学报(工学版) 2025年第1期58卷 142-149页

作者：孙天野王忠静祝宝山清华大学水圈科学与水利工程全国重点实验室北京100084 清华大学能源与动力工程系北京100084 清华大学水利水电工程系北京100084

为合理选择泵站机组在不同工况下的组合方式,实现单级泵站的运行优化,通过分析水泵运行特性以及管路损失特性,建立泵站能耗优化数学模型。采用动态规划法,以泵站运行总能耗最低为目标函数,确定约束条件和递推方程,运用MATLAB动态规划程... 详细信息

为合理选择泵站机组在不同工况下的组合方式,实现单级泵站的运行优化,通过分析水泵运行特性以及管路损失特性,建立泵站能耗优化数学模型。采用动态规划法,以泵站运行总能耗最低为目标函数,确定约束条件和递推方程,运用MATLAB动态规划程序对模型求解,从而计算出最优的开机组合。以陕甘宁盐环定扬黄梯级泵站为研究对象,计算结果表明:采用动态规划法,利用计算机语言可以快速并准确地在满足条件的所有水泵开机组合型式中寻找出最优的开机组合,使泵站能耗减少、运行效率提高。建立的模型具有较强的实用性和通用性,可以为泵站的运行提供最优决策,对提高泵站的经济效益具有一定的指导意义和应用价值。

关键词：盐环定梯级泵站动态规划能耗最优

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工程岩体物理模型中结构面预制方法的综述与展望

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地质论评 2025年

作者：苏占东李昆泽孙进忠刘晓丽李小瑞牛耀曾扬农李梦园王鸷文防灾科技学院地质工程学院河北省地震灾害防御与风险评价重点实验室中国地质大学(北京)工程技术学院清华大学水圈科学与水利工程全国重点试验室

在岩体中,结构面的存在会弱化岩体的力学性能,使其在受到扰动时更容易发生失稳破坏。对于工程岩体稳定性的研究,还原自然岩体结构、体现原位岩体本质特征至关重要。物理模拟实验因可控性强、成本较低、结果连续性好、可模拟复杂工况等... 详细信息

在岩体中,结构面的存在会弱化岩体的力学性能,使其在受到扰动时更容易发生失稳破坏。对于工程岩体稳定性的研究,还原自然岩体结构、体现原位岩体本质特征至关重要。物理模拟实验因可控性强、成本较低、结果连续性好、可模拟复杂工况等优势被广泛应用于含结构面的工程岩体研究中。因此笔者等主要对目前工程岩体物理模拟实验中结构面预制方法进行总结,分析各方法的优缺点以及适用的工程背景,为进行含结构面工程岩体的物理模拟实验提供思路。笔者等主要对平直无填充型结构面、粗糙起伏无填充型结构面和有填充型软弱结构面这三类工程岩体中常见结构面的预制方法进行了总结和介绍,根据预制结构面岩体的不同将方法分类为适用于天然岩石的传统方法和适用于类岩石的创新方法,传统方法工艺成熟,目前仍受到众多学者的青睐。创新方法可以根据实验条件进行灵活调整,以适应不同的研究需求,从而衍生出更多的技术路径,具备持续演进的潜力。在进行方法选择时,要结合相应工程背景以及场地特征来进行选择,确保试验结果的可参考性。创新方法中的3D打印技术在模拟复杂结构面岩体中具有很强优势,但目前3D打印制得的试件受制于打印材料的限制,在力学性质上和真实岩石仍有一定差距,这是在未来需要突破的技术点。

关键词：工程岩体物理模型实验结构面预制方法

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中国抽水蓄能站点资源评价与分布特点

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人民长江 2025年第3期56卷 1-9,29页

作者：韩冬郑静周力崔正辉何国建水电水利规划设计总院北京100120 清华大学水利水电工程系北京100084 水圈科学与水利工程全国重点实验室北京100084

资源评价是资源开发的重要基础。为了对中国抽水蓄能站点资源禀赋进行量化评价,揭示抽水蓄能站点资源分布规律,采用统计分析方法,基于452个抽水蓄能项目数据,从地理分区和行政分区两个维度,以单位千瓦静态投资为指标,提出了抽水蓄能站... 详细信息

资源评价是资源开发的重要基础。为了对中国抽水蓄能站点资源禀赋进行量化评价,揭示抽水蓄能站点资源分布规律,采用统计分析方法,基于452个抽水蓄能项目数据,从地理分区和行政分区两个维度,以单位千瓦静态投资为指标,提出了抽水蓄能站点资源禀赋分区分级量化评价方法,对站点资源禀赋进行量化评价。研究发现:一方面抽水蓄能资源禀赋与地形、地质和水源条件高度相关;另一方面以地级行政区为颗粒度对抽水蓄能资源进行分区评价,在数据方面具有代表性,在操作方面具备可行性。研究结果分级量化评价了不同区域的抽水蓄能站点资源禀赋,可用于分类指导抽水蓄能电站的选址和开发。评价方法及其成果对支撑建立健全抽水蓄能标杆容量电价,助力进一步完善两部制电价机制,促进行业降本增效,助力电力系统的绿色低碳转型和“双碳”目标的实现具有重要意义。

关键词：抽水蓄能资源禀赋分级量化评价标杆容量电价地理分区

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金沙江下游水电开发对浮游植物多样性及群落构建的影响机制

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中国科学:技术科学 2025年第3期55卷 540-552页

作者：周心怡周雄冬张家豪翁楚彬徐梦珍水圈科学与水利工程全国重点实验室北京100084 清华大学水利水电工程系北京100084 中国科学院水生生物研究所武汉430072 重庆交通大学国家内河航道整治工程和技术研究中心重庆400074

金沙江下游水电开发极大改变了原有的山区自然激流环境,形成片段化、缓流甚至静止的水库生境,水生生态系统发生显著变化.以往研究基于传统的采样调查和形态学鉴定方法揭示了该河段浮游植物多样性与群落结构的基本特征,但对水电开发影响... 详细信息

金沙江下游水电开发极大改变了原有的山区自然激流环境,形成片段化、缓流甚至静止的水库生境,水生生态系统发生显著变化.以往研究基于传统的采样调查和形态学鉴定方法揭示了该河段浮游植物多样性与群落结构的基本特征,但对水电开发影响下的多样性变化、群落构建机制及影响因素缺乏研究.本研究以向家坝238 km河段为研究区域,基于eDNA方法对浮游植物进行了系统采样,分析其多样性、群落结构及功能特征,探讨向家坝水电站运行影响下浮游植物多样性及群落构建机制.结果表明,水动力条件对向家坝浮游植物α多样性的影响最为显著,α多样性在空间上呈现“坝下干流>坝上支流>坝上干流”的梯度分布,共现网络的结构、种间互作强度及鲁棒性沿此梯度增强,表征浮游植物群落在面对环境变化和干扰时抵抗力的增强.α多样性水平在大坝处发生突变,尤其是Chao1和PD指数由上游随着接近大坝而显著下降模式转变为下游随着远离大坝而下降模式.水动力和水质条件变化是引起浮游植物β多样性变化的主要驱动因素.向家坝河段尺度上,β多样性由周转组分驱动,表征随机过程对群落构建起主要作用,支流物种通过扩散和环境筛选影响干流群落.大坝处的β多样性显著高于上、下游,以嵌套组分为主,表征环境筛选等确定性过程在该局部河段起关键作用.本研究有助于理解水电开发影响下河流生态系统的演变与适应机制,为山区河流保护与开发协调可持续发展提供了科学依据.

关键词：金沙江梯级水电开发浮游植物环境DNA 群落构建

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