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关键词： 水平地埋管换热器   解析模型   数值模型   实验研究  

摘要： 归纳水平地埋管换热器常见类型及连接方式,综述水平地埋管换热器解析模型、数值模型的研究进展及实验研究成果.目前的研究成果并不足够支持水平地埋管换热器的优化设计和工程应用,需要根据现有的研究,建立精确度较高的水平地埋管换热器仿真模型.

关键词： 潮汐   岩溶   桩基  

摘要： 以肇庆新区康盛花园项目岩溶发育区块桩基施工为例,重点介绍了水位呈“潮汐式”变化工况下桩基施工技术。针对岩溶发育地区桩基水位“潮汐式”变化给桩基施工带来对桩基泥浆护壁冲刷岩溶,形成泥浆护壁困难,水土流失严重,桩基施工过程中扰动引起反复塌陷,溶洞填充后仍为流速状不稳定等问题,通过利用电磁波跨孔CT法探测技术进行溶洞探测,加强“潮汐”水位观测,注浆加固作业范围土体,多层钢护筒跟进以及利用气举反循环法进行桩基清孔等多种辅助技术措施,成功解决了潮汐水位变化岩溶发育地区桩基成孔的相关难题,确保了工程质量和施工安全,丰富了施工经验,对建造类似工程具有较好借鉴意义。

关键词： 岩石力学   细观力学   损伤–摩擦耦合模型   局部应力Lode角   半隐式解耦算法  

摘要： 为了体现岩石在压缩过程中的压剪破坏模式，解决传统多尺度岩石损伤力学本构模型不能描述剪切弱化的问题，本文在多尺度岩石损伤力学框架内，通过考虑局部应力Lode角对屈服函数的影响，引入局部摩尔库伦塑性屈服函数，建立一个新的岩石非线性细观损伤-塑性耦合本构模型。推导出了本构模型在常规三轴压缩情况下应力应变的解析解，进而给出了本构模型所有参数的标定方法。采用优化后的半隐式解耦算法将本构模型写入LSDYNA材料库，通过单元测试验证算法的有效性和收敛性，并对石灰岩三轴压缩力学特性进行了模拟，数值模拟结果和试验数据具有较好的一致性。最后，进行了本构模型参数敏感性分析，得出了模型参数对岩石峰值应力、峰值应变、脆延转变等力学行为的影响规律。所建立的本构模型不需要引入额外的硬化/软化函数，显著减少了模型参数的数量，且参数具有严格的标定方法，采用关联流动法则即可完成对轴向、横向及剪切非线性力学行为的准确描述；优化后的半隐式解耦算法的收敛性较好，所编译的LS-DYNA求解器计算过程稳定，且计算速度显著快于岩石传统现象学模型，这对于本构模型的实际应用具有重要意义。

关键词： 城市洪涝风险评估   合成孔径雷达   随机森林  

摘要： 受到全球气候变化的影响，洪涝灾害已成为影响城市发展的重要自然灾害之一。因此，开展城市洪涝风险评估可有效地减少洪涝损失，提高城市洪涝风险管控能力。本文以郑州市为例，基于SAR影像利用SDWI方法确定水陆分割阈值，再采用坡度去除山体阴影区误检水体，进而计算研究时间内的洪水淹没频率，同时选取年均雨季降雨量、年均暴雨天数、坡度、高程标准差、水网密度、地灾易发性、人口密度、地均GDP、土地利用类型、应急避难场，构建城市洪涝灾害风险评价指标体系；然后，分别利用层析分析法、随机森林法计算各指标的主观权重、客观权重，再结合距离函数获取组合权重，进而构建洪涝风险评估模型，提高模型可靠性。结果显示：（1）基于随机森林法和层次分析法计算洪水淹没频率的主观权重、客观权重和组合权重分别为26.44%、18.44%和22.96%，说明SAR获取的洪水淹没频率在城市洪涝风险评估中十分重要。（2）巩义市、荥阳市、新密市、登封市洪涝风险偏高，该结果与《河南郑州“7·20”特大暴雨灾害调查报告》相符；郭家咀水库和荥阳市崔庙镇王宗店村都处于高风险和次高风险区域，是郑州“7·20”特大暴雨重点受灾区域，与实际情况相符。（3）高风险和次高风险约占郑州市的30%，中风险和次低风险约占郑州市的70%，说明郑州市部分区域的洪涝风险等级偏高，整体呈现相对中等风险。（4）采用熵权法、灰色关联分析法、随机森林方法与本文方法进行对比分析，结果表明本文方法的精度最高，Kappa系数和总体分类精度分别为0.84和90.47%，满足郑州市城市洪涝风险等级分析要求。将本文方法应用到北京市房山区，验证了本文方法的适用性。研究成果能够提供危险性、易损性共同作用下的城市洪涝灾害风险信息，可用于指导相关部门开展洪水风险管理。

关键词： 苏巴什水库   暴雨山洪   淹没模拟   致灾临界雨量  

摘要： 以阿克苏地区苏巴什水库为研究对象，采用多源降水融合数据、雨量站数据、数字高程模型（DEM）数据以及土地利用数据等资料，运用FloodArea模型对苏巴什水库典型暴雨山洪淹没过程进行精细化模拟，通过淹没深度和汇水量2个参量，对比分析2种降水数据源模拟效果，在此基础上，构建了降水-淹没深度关系模型，得出冲砂闸底板高程、汛限水位、泄洪闸堰顶高程和坝顶高程对应的致灾临界雨量阈值。结果表明：以多源降水融合数据驱动的FloodArea模型模拟苏巴什水库淹没深度和计算汇水量较雨量站模拟的精度更高，更接近真实值，多源降水融合数据和雨量站降水数据模拟得到的淹没深度误差率分别为8.59%和18.67%。苏巴什水库淹没水位达到冲砂闸底板高程、汛限水位、泄洪闸堰顶高程和坝顶高程对应累积4 h降水量的致灾临界雨量阈值分别为7.09 mm、20.11 mm、32.89 mm和44.70 mm。研究结果可为苏巴什水库暴雨山洪预警提供理论依据，并提升暴雨山洪预警能力。

关键词： 学生知识脆弱性   视界融合   现实经验   相对性视野  

摘要： 学生“知识脆弱性”主要表现为学生表面性学习和碎片化记忆下的知识惰性、学习情境理想化和形式化下的知识僵化以及学生脱离社会联结和合作的知识孤立。形成学生“知识脆弱性”的原因是知识释意空间的有限性、学科知识与社会需求的脱节以及知识之间存在的异质性壁垒。应对学生“知识脆弱性”的途径主要包括创造信息差，促进知识释意的多元化；增加现实经验，构建知识的社会需求情境；确立知识相对性视野，完成“视界融合”。

关键词： 流变特性   磁流变液   数值模拟   参数辨识  

摘要： 针对传统本构模型表征磁流变液流变特性精度不足的问题，本文使用MCR302流变仪对磁流变液进行测试，获得不同磁场下剪切应力与剪切速率关系。利用多参数优化理论和数据拟合方法对Bingham-Papanastasiou(BP),Herschel-Bulkley-Papanastasiou (HBP)两种模型进行辨识，利用辨识结果对磁流变阻尼器进行数值模拟。设计加工磁流变阻尼器，搭建阻尼力测试平台进行阻尼力测试，并将实验与模拟结果对比验证。结果表明，HBP模型的辨识结果与实验数据吻合较好；数值模拟下两个模型预测结果差异较大，对流速一致性较好；HBP模型预测阻尼力与实验吻合。所使用的HBP模型能有效解决传统模型中表达精度低的问题，具有良好的实用价值。研究结果可为磁流变阻尼器在振动控制领域中力学模型的选择提供参考。

关键词： 传统民居   脆弱性   定量评价   张谷英大屋   钟家湾大屋  

摘要： 开展传统民居脆弱性的系统研究和定量测度，可为传统民居的精准保护和可持续发展提供理论支撑及实践指导。本文从脆弱性理论出发，通过探究传统民居脆弱性概念内涵及分析框架来构建传统民居的脆弱性定量评价指标体系，并以岳阳县张谷英大屋和钟家湾大屋为例，比较分析了两处传统民居的脆弱性等级、致脆差异因子及成因。研究表明：（1）暴露性、敏感性和适应能力作为传统民居脆弱性的关键构成要素，通过彼此之间的内在联系、相互影响共同作用于传统民居脆弱性系统。（2）两处传统民居的脆弱性水平存在明显差异：张谷英大屋处于“微脆弱”等级，钟家湾大屋处于“强脆弱”等级。分维度来看，张谷英大屋的敏感性低于钟家湾大屋，暴露性略高于钟家湾大屋，适应能力远高于钟家湾大屋。（3）两处传统民居的脆弱性成因不同：物质要素老化、旅游开发扰动和社会力量保护利用性投入不足是使张谷英大屋呈现“微脆弱”状态的重要影响因素；而物质要素损毁、传统文化式微、乡村建设压力、居民保护意识薄弱、政府保护性投入少等构成钟家湾大屋“强脆弱”的重要致脆因子。（4）通过案例比较分析发现，本文构建的指标体系对传统民居脆弱性水平评价具有较好的适用性和区分度，其结果对揭示传统民居脆弱性程度和关键致脆因子具有较好的解释力。

关键词： 滑坡涌浪   流固耦合   CFD-DEM耦合方法   数值模拟  

摘要： 滑坡涌浪链生灾害的演化过程涉及滑坡体-河流之间复杂的相互作用，流固耦合方法在颗粒尺度下的应用正日益凸显。为了深入研究这一问题，本研究采用颗粒尺度的CFD（Computational Fluid Dynamics）-DEM（Discrete Element Method）流固耦合方法。通过编写UDF，以改进计算流体力学软件FLUENT中离散相模型只能进行动量交换而无法考虑排水效应的缺点。这不仅改善了滑坡体与流体间的体积置换问题，而且克服了网格颗粒临界尺寸比的限制。在颗粒堆积体坍塌-涌浪试验模拟中，数值模拟计算得到的最大涌浪高度为8.67 cm，与物理试验结果较为一致，证明了本文所提出改进后的CFD-DEM流固耦合模型能有效还原颗粒运动状态及涌浪的波动变化，能够满足滑坡涌浪过程模拟中滑坡体粗颗粒材料建模和高分辨率真实地形网格的需求。

关键词： 边坡工程   降雨   砂土边坡   模型试验   CFD-DEM流固耦合   入渗边界  

摘要： 在实践中很多边坡工程常因功能需求呈现出复杂不同的入渗边界情景，但往往易被忽视。通过开展不同入渗情景(坡顶入渗、坡面入渗、全面入渗)的室内降雨边坡模型试验，借助DIC图像技术，捕捉暴雨诱发边坡失稳破坏的初始微小变形和宏观整体渐变位移，并结合CFD-DEM数值模拟，提取暴雨诱发边坡剪切带、接触力链的渐变云图，揭示不同入渗情景下简单均质砂土边坡的失稳灾变机制。结果表明：坡顶入渗易先引发坡脚破坏，而后沿坡面向上扩展，最终导致整体滑移破坏，其前期稳定阶段较长但破坏具有突发性，破坏形态且呈上宽下窄的弧形态；坡面入渗易在坡肩和坡脚首先发生塑性变形，二者不断扩展并引发牵引式滑移破坏，破坏周期较长，呈上窄下窄中间宽的弧形状；全面入渗易引发整体破坏，具有突发性、直线型特点，破坏形态呈上宽下宽中间宽的形态。3种情景中，坡顶入渗导致边坡的破坏距离和破坏深度最大，其次是全面入渗，而坡面入渗最小。在相同降雨强度下，坡顶入渗因破坏周期较短且具有突发性，要比坡面入渗更加危险。此外，边坡每次破坏后易在滑移面后边缘形成应力集中的力链拱，表明边坡破坏后会呈现出一定的自稳性。