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自清淤虹吸排水技术在泥石流防治中的应用研究

《自清淤虹吸排水技术在泥石流防治中的应用研究》是依托浙江大学,由孙红月担任项目负责人的面上项目。

自清淤虹吸排水技术在泥石流防治中的应用研究基本信息

自清淤虹吸排水技术在泥石流防治中的应用研究结题摘要

我国是泥石流灾害频发的国家,远距离流动和致灾体快速增强的泥石流特性,给环境安全造成了极大的威胁。如能消减暴雨产生的洪峰水流,限制超强水动力条件出现,就能有效防止泥石流灾害的发生。目前的泥石流截排水技术大多采用重力流形式,不仅土石方工程量大、排水效率低,且易因淤积而失效,故截排水系统的自清淤能力对泥石流防治工程的长期有效十分重要。 项目研究以泥石流运动特征分析为基础,利用虹吸分流控制潜在泥石流沟的超常水流量,消除洪峰水动力条件。针对泥石流的固液两相流物性特征,通过在泥石流的形成区或流通区沟谷内布设分流系统,实现水石分离。利用具有自清淤能力的虹吸排水技术,把泥石流沟内分离出的洪水排泄到下游安全沟谷内,减小泥石流沟的水动力条件。主要研究内容:泥石流沟允许水流量分析、合理分流系统结构形式研究、虹吸管路系统设计参数分析、自清淤虹吸排水技术现场应用测试等四个方面。 基于山区小流域降雨径流实时监测,通过灰色关联分析,揭示影响径流因子的影响度排序,建立移动最小二乘法(MLS)径流和流速预测模型;得出汇水动力区接触松散堆积物前的均匀流水深h与粗颗粒层移运动厚度z的关系式,确定了防止水石流发生对应的临界流量Q;设计了斜倾盖板水石分流池;揭示了虹吸分流池的流场及水流引起的池底切应力及自清淤能力;针对不同坡体形态,提出了弯管连接布置的虹吸管排水能力计算公式;建立了以虹吸排水控制沟谷洪峰流量的泥石流防治示范工程,历经雨季考验效果良好。 建立的虹吸排水控制沟谷洪峰流量的泥石流防治新方法,可实现泥石流形成和流通过程的有效控制,解决不同规模泥石流沟的治理问题,且施工简便;虹吸排水将重力流转变为满管流,排水效率提高;虹吸产生的抽吸作用能防止分流池和管道淤积,使排水工程使用的耐久性大大提高;虹吸式排水管安装方便;不涉及大规模的土石方工程,工程造价低,对环境影响小,可望在泥石流灾害治理中发挥积极作用。 2100433B

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自清淤虹吸排水技术在泥石流防治中的应用研究造价信息

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泥石流探测传感器

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红(白)蚁防治

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π数字

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  • 1项
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自清淤虹吸排水技术在泥石流防治中的应用研究项目摘要

充沛的水源、丰富的松散固体物质和有利的流域形态是泥石流形成的基本条件,其中水动力条件是诱发泥石流启动的环境变化因素。如果能够消除暴雨产生的洪峰水流,限制超强水动力条件出现,就能有效地防止泥石流灾害的发生。目前的泥石流截排水技术手段,都是采用重力流形式,不仅土石方工程量大、排水效率低,而且泥石流的高携沙量常常使截排水结构由于淤积而失效。探索具有自清淤能力的截排水技术,对确保泥石流防治工程的长期有效十分重要。本项目研究以泥石流运动特征分析为基础,利用虹吸分流控制潜在泥石流沟的超常水流量,消除洪峰水动力条件。主要研究内容包括:根据泥沙沉积搬运理论,探索泥石流沟允许水流量控制要求的分析方法;根据流域水动力发展特征,寻求洪水分流最优位置选择方法和水石分离合理结构形式确定方法;建立虹吸管路系统设计技术参数的分析计算方法;开展自清淤虹吸排水技术方法的现场应用测试,验证分析计算理论的正确性。

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自清淤虹吸排水技术在泥石流防治中的应用研究常见问题

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自清淤虹吸排水技术在泥石流防治中的应用研究文献

公路泥石流防治结构内泥石流体运动规律研究 公路泥石流防治结构内泥石流体运动规律研究

公路泥石流防治结构内泥石流体运动规律研究

格式:pdf

大小:573KB

页数: 4页

泥石流是一种典型的公路水毁病害,也是公路水毁时主要破坏动荷载,遵循泥石流的运动规律和道路破坏特点,建立泥石流防治技术是治理公路水毁病害的关键。文章通过分析泥石流体的运动特点,提出了合理的速流槽泥石流防治结构剖面形状,根据能量守恒原理建立的泥石流体运动方程和根据平抛理论建立的泥石流体抛程计算公式,解决了泥石流防治结构受泥石流体作用力大小的计算和泥石流防治与公路水毁病害治理效果的理论判断问题,为同类型的特大型公路泥石流防治结构设计与公路水毁病害治理提供了理论依据。

泥石流防治措施 泥石流防治措施

泥石流防治措施

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大小:573KB

页数: 3页

泥石流及其治理措施 一、泥石流简介 泥石流是指在山区或者其他沟谷深壑,地形险峻的地区,因为暴雨、暴雪或其他自然 灾害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。泥石流具有突然性以及流速 快,流量大,物质容量大和破坏力强等特点。发生泥石流常常会冲毁公路铁路等交通设施 甚至村镇等,造成巨大损失。 二、泥石流灾害防治的基本措施 泥石流有不同的特点, 相应的治理措施也应有所不同。 在以坡面侵蚀及沟谷侵蚀为 主的泥石流地区、应以生物措施为主、辅以工程措施;在崩塌、滑坡强烈活动的泥石流发 生(形成 )区,应以工程措施为主,兼用生物措施,而在坡面侵蚀和重力侵蚀兼有的泥石流 地区,则以综合治理效果最佳。 (一)生物措施 泥石流防治的生物措施是包括恢复植被和合理耕牧。一般采用乔、灌、草等植物进 行科学地配置营造,充分发挥其滞留降水,保持水土,调节径流等功能,从而达到预防和 制止泥石流发生或减小泥石流规

膨润土在织物印花中的应用研究成果信息

成果登记号

19920241[05500]

项目名称

膨润土在织物印花中的应用研究

第一完成单位

浙江省地质矿产研究所、浙江丝绸科学研究院

主要完成人

郑林伟、陆宝甫、李凤孝、吴其元、盛歌

主题词

膨润土;选矿;精矿;改性;化工原料;矿物糊料

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BIM技术在钢结构桥梁中的应用研究

本文分析了钢结构桥梁工程项目管理的问题出发,发现钢结构桥梁工程在深化设计、信息传递以及现场管理方面存在问题。

1钢结构桥梁工程面临的问题

(1)钢结构桥梁工程的制造工艺和连接节点复杂,深化设计出现误差概率大。钢结构深化设计是指依据桥梁设计和结构设计施工图绘制用于加工和安装施工的图纸资料,保证业主方、承包方、设计方以及分包商的设计思想的一致性,使得钢结构构件的制造变得简易和具操作性。深化设计人员需要把每个构件的详细信息在图纸上表达,包括材质、截面、数量、重量、形状、主次零件相对位置、开孔位置以及焊缝位置等,以求图纸简单易懂。

深化设计的主要步骤是:根据结构设计施工图进行放样,以确定钢构件之间是否有碰撞;若在放样中发现碰撞、节点施工难以实现等问题,应与设计院及甲方沟通,对设计进行调整;确定结束后进行图纸的绘制,一般顺序是柱、梁、支撑、系杆、檩条、围护以及其他钢构件。

钢结构深化设计中,放样的工作量是巨大的。目前,许多使用AutoCAD进行放样,工作效率低,劳动强度大。而且,对于比较复杂的空间曲线和曲面,使用Auto-CAD难以完成任务,必须借助于先进的三维软件方可实施。而在深化设计的过程中或者完成后遇到设计变更时,深化设计人员需要校对大量的信息,以确定修改的部位,再进行重复的步骤,大大增加了工作量。除此以外,钢结构的连接节点复杂,节点的零件较多,单凭二维AutoCAD软件以及设计师的空间想象能力,容易导致深化设计的错漏,也不利于材料清单等信息的传递。

(2)钢结构桥梁工程的寿命周期较短,信息传递不够及时。在安装钢结构构件前,项目场地的基础工程必须先完成。钢结构的制造工期与工地的项目进程紧密联系。需要有足够的时间让其可以完成深化设计、制造以及包装运输等工作,否则项目工地上就会出现停工等延误工期的情况。

通常钢结构企业生产的旺季是5~12月份。钢结构制造工厂的产能是固定的,车间的机械也需要定期维修以保证产能。一些工期较紧的项目完成的时间可能只有几个月。由此可见,当市场需求量大于钢结构企业的常规产能时,企业需要通过加班和减少机械的维修以满足需求。这可能导致机械折旧的成本大大提高,而且会降低工人的情绪及工作热情,导致工作效率下降。

因此,钢结构桥梁工程工期和成本的控制与信息传递效率的高低有密切的联系。然而,现今钢结构桥梁工程的信息传递方式还是依赖于二维图纸等文本资料。比如,深化设计的主要依据是设计院的结构施工图纸;技术工人向一线工人进行技术交底时依赖加工图纸。

这使得深化设计人员以及一线工人都需要在脑海里重构钢结构工程的感官认识,同时也花费大量的时间才能开展工作。项目管理人员对材料、质量以及成本的管理依赖于设计阶段和深化设计阶段积累下来的图纸以及报表,这些资料量大而且不容易处理,造成钢结构企业不能及时准备好材料的购置,控制质量以及成本需要做大量重复的工作。在这种情况下,当钢结构工程项目遇到设计变更的时候,项目管理人员需要更多的时间处理需要变更的构件,工作强度也会大幅增加。

(3)现场安装管理不确定因素多,管理效率低,钢结构桥梁工程的构件数量大。钢结构企业根据承包方的工期计划完成钢结构构件的制造并运输至现场进行安装。这与项目的资源管理、技术管理、成本管理有关,同时也受气候条件、施工环境等因素影响。然而这些因素都存在一定的不确定性,遇到特殊天气必须停工或者设计变更时,承包方项目管理人员若不能第一时间掌握施工进度信息以及构件进场的信息,则不能作出及时的调整,最后会导致工程进度的失控。除此以外,为了节省钢结构的运输成本,钢结构的构件每次的运输数量是比较大的,而施工现场通常采用人工的方式采集数据效率低,出错率高。

2钢结构桥梁中实施BIM技术的必要性

BIM在桥梁工程中使用得越来越多,已经成为建筑业最关注的技术和概念之一,也是工程信息化的重要举措。现阶段一些企业正尝试应用BIM,努力发掘BIM的价值。

但由于软件功能还没成熟等问题,建立BIM模型后还需要绘制或者导出CAD图纸供实际工程项目的管理人员使用。这有悖于BIM的理念,也没有起到提高效率的作用。钢结构工程的深化设计、加工制造以及安装等关键步骤之间的联系密切,而且其软件的功能比较成熟,可以作为BIM应用于工程项目生命周期的试点。

另一方面,从上述的研究可以看出,钢结构工程管理的问题主要在工程各项信息的传递效率的问题。而利用BIM技术,复杂的建筑外观以及节点都可以以三维的视觉呈现,深化设计以及制造过程中的巨量信息可以被自动地处理,也有助于解决现场管理的问题。而在钢结构桥梁工程中,通常作为分包商的钢结构企业承担了钢结构工程的深化设计以及构件制造工作,钢结构企业有时也作为承包商承担现场的安装工作。深化设计和构件的制造对钢结构工程来说是非常重要的。钢结构企业要承接桥梁设计以及结构设计的信息以完成这两项工作,而运输和现场安装的工作也要在这两项工作的基础下才能完成,钢结构工程的整体质量和能否实现都依靠准确的深化设计以及高精度的加工制造。因此,钢结构企业应用BIM是作为BIM应用于钢结构工程中的重要驱动方式。

为了进一步落实BIM技术在钢结构工程中的应用,以解决钢结构工程中存在的问题,以下将探讨BIM在钢结构工程项目管理中的应用。

3BIM技术在钢结构桥梁工程中的具体应用

(1)系统,所谓面向对象,即是将桥梁工程中常涉及到的结构部位提取出来,形成固定形式的构件对象。这个在Revit系列软件里就是族的概念。就基于族的概念,下面展开参数化设计在桥梁设计阶段的应用。Revit系列软件里面族的概念既是参数化构件。Revit系列软件由于主要针对建筑结构行业,所以软件的设置跟内置族基本是建筑结构方面的构件。但是族是可以自己制作的,而且国际工程同行中有趋势把族进行免费共享化。

其实在桥梁设计行业里面,早己有桥梁通、桥梁设计师这种参数化设计出图软件,但是可扩展性较差,而且软件之间的互通性较差,只能实现本身软件设置下的图纸输出。该类软件在桥型较为复杂的工程中就无能为力了。在模型的建立时,实现可参数化驱动模型,对后期的方案修改、调整等工作极为有利。这类设计软件在机械行业就有典型的代表,如Solidworks,Pro/Engineer等。

不同构件有各自的数据信息模型。这些构件数据模型通过输入不同的参数,可快速建立这些构件的3D模型用于该桥梁工程。

同时,由于桥梁复杂异型构件多,通用性差,“族”构件缺少,要实现参数化往往需要自己具体构件进行参数化建模。

(2)模型计算。桥梁工程的计算主要包括两大块内容:整体模型计算和局部模型计算。得益于设计阶段的数据模型的建立,做整体计算时可以从桥梁整体数据模型中提取很多有用的数据包括图形等,当然由于桥梁计算的特殊性,整体模型计算时往往要把桥梁结构做一定的简化,当然这个基于现阶段计算理论及计算机能力的基础上的,如果互联性做的足够好的话,模型信息数据传递成功率高,这样也节省了计算模型建立的时间,大大提高效率。当然BIM技术发展最高境界就是一个数据模型里面解决所有计算问题。在Autodesk公司的RevitStructure软件里己经集成计算模块,当然这部分功能有待于完善与强化。局部计算时,则能充分的利用前期的建模成果,例如鄂东长江大桥中钢箱梁的局部分析,此时信息模型的箱梁构件可以直接输出计算软件的所能读取的格式文件,转换形式如图1所示,这样能省去在有限元计算软件里面建模的时间。

图1基于BIM的模型计算模式

在这一阶段我们必须面对的是:当前在桥梁工程相关软件没有统一信息交互标准,导致信息传递交互性差,往往无法实现模型信息数据公用互导,导致计算模型需独自建立。

(3)图纸输出。3D设计能够精确表达复杂造型桥梁的几何特征,相对于传统的CAD平面绘图,3D设计不存在几何表达障碍,对任意复杂的造型均能准确表现。3D将成为高端设计领域的必由之路。

4结语

钢结构作为一种新时代被广泛应用的结构形式,其构件制造过程具有制造业的特点,同时具有效率好、强度高、对环境破坏少等特点,是建筑行业里的热门领域之一。钢结构桥梁工程制造工艺复杂,对信息管理的要求比较高。BIM技术适合在钢结构桥梁项目中的应用,可以看出BIM技术对降低钢结构工程项目的深化设计费用、缩短工期、准确预算工程量等方面有实质性的效果,而且在提高对项目的管控能力、改善安装现场环境、减少项目信息的流失和错误方面有巨大的潜在效益。

参考文献:

[1]何清华,钱丽丽,段运峰,等.BIM在国内外应用的现状及障碍研究.工程管理学报,2012(1).

[2]张树捷.BIM在工程造价管理中的应用研究.建筑经济,2012(2).

[3]刘志强.西堠门大桥结构监测系统的设计.中国公路学会桥梁和结构工程分会2008年全国桥梁学术会议,2008.

[4]孙卫泉.自锚式悬索桥结构健康监测系统总体设计研宄.四川省土木建筑学会第33届学术年会,2008.

[5]许宏亮,等.西堠门大桥及金塘大桥结构运营监测综合管理系统总体设计.公路,2008.

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统计方法在地震学中的应用研究基本信息

批准号

10871026

项目名称

统计方法在地震学中的应用研究

项目类别

面上项目

申请代码

A0403

项目负责人

李勇

负责人职称

教授

依托单位

北京师范大学

研究期限

2009-01-01 至 2011-12-31

支持经费

25(万元)

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