关键词：紊流；边界层；水工建筑物
Abstract：Theproblemofturbulenceisthebasicproblemofriverdynamics，whichisarecognizedprobleminwaterscience.Inthispaper，alargenumberofresearchonturbulentboundarylayerarestudiedanddiscussed.
Keywords：turbulence；boundarylayer；hydraulicstructure
在流体流动时，当流体流速很小时，流体会分层流动，各层之间互相独立，该流动状态称为层流；而在流速逐渐增大的过程中，流体的流线开始摆动，摆动的频率及振幅基本随流速的增加而增大，此种流况就称为过渡流；当流速增加大到一定程度时，流体的流线基本消失，流场中会出现许多小漩涡，该流动状态称为紊流。其广泛存在于我们周围的自然界及生活中，因此，对流体紊流特性的认识对研究水利工程的我们具有重要意义。近年来，随着科学技术的发展，虽然各大高校的研究学者关于紊流的研究逐渐增多，逐渐深入，已经取得了很大进步，并解决了各类工程中的许多难题，但由于紊流运动的机理及其性质的复杂性，使得还有许多问题仍尚未解决。因此，对紊流的研究仍是水利工程相关专业尚未解决的最重要的研究问题之一。
1边界层理论
1883年雷诺通过圆管试验揭示了流体流动时的两种不同流动型态，并得出结论：雷诺数是判别流动型态的准数，并于1894年推导出雷诺方程式[1]。根据该雷诺方程式可知，若雷诺数不断增加，则粘滞性对液流作用就会不断减小，惯性对液流的作用就会不断增加。也就意味着在粘性流体流动中，惯性力和粘性力这两种力的结果决定液流的流动状态。对于雷诺数较小的情况下，粘性力远大于惯性力时，流体运动产生的是层流，而对于雷诺数较大的情况，惯性力远大于粘性力起主要作用，则流体的运动状态为紊流。普朗特根据大雷诺数流动的特点提出设想：把整个流动区域分为两个区域来研究，在管壁附近的一薄层中，由于流速梯度很大，必须考虑粘性作用，并把该薄层称为边界层；而薄层（边界层）以外的区域则可以忽略粘性作用，近似看作是理想的流动区域[2]。
2研究方法
随着计算机在现代科技时展的普遍应用，数值模拟在紊流的研究方法中也得到重视，逐渐成为主要研究方法之一。现有的数值模拟方法主要有：直接数值模拟、大涡数值模拟及雷诺平均模拟[3]。直接数值模拟是直接采用数值计算求解流动方程，但其计算量太大，耗时耗力。目前直接数值模拟主要用来计算雷诺数较低的简单紊流运动。雷诺平均模拟在工程中被广泛应用，需对流体收集平均数据，根据数据建立模型，缺点是只能提供该紊流的平均信息。大涡数值模拟是目前最为热门的紊流数值模拟研究方法，该方法可以模拟较大雷诺数值的紊流运动和相对较为复杂的紊流运动，对空间分辨率的要求远小于直接数值模拟，并且相对比雷诺平均模拟方法可以获得更多的紊流运动的相关信息。
3水工建筑物紊流边界层研究的现状及存在的问题
自1904年普朗特（L.Prandtl）提出边界层概念，该理论在近代流体力学史中起到重要作用。该理论广泛应用于航空、航天、航海、化学工程、水利工程以及气象学、环境科学等各个方面，并且在应用过程中使其又不断的得到了充实和提高，能够在处理实用问题时充分提供分析的理论基础。
虽然当代水利工程的科研发展速度很快，但目前相关水工建筑物中的紊流边界层问题所展开的研究依然很少，对相关试验资料的分析也还不够深入，未能形成系统的研究成果，水工建筑物中的边界层还有很多需要深入研究的问题。例如，凹曲率造成的势流区速度梯度和边界层中的流速梯度对水头损失和切应力分布等方面的影响既有区e又有联系；反弧后流速分布的均匀化以至形成所谓二次边界层都是目前尚不明确的问题[4]。还有质量力对于边界层的影响，这主要包括重力及离心力的影响问题。此外，模型模拟问题更是有待研究的重要问题。在模型量测中，在坝面水流中，要同时满足原型与模型之间外部水流的动力相似与边界层水流的动力相似，是非常困难的，要使模型水流能预演原型水流，目前还是没有很好的途径，很难做到的。所以在紊流相关的模型模拟试验中所得到的数据也与实际流体流动略有差异，存在一定的误差，从而不能更精准的分析。
参考文献
[1]王洁.各向同性紊流的试验研究及应用[D].重庆：重庆交通大学，2015.
[2]MichaelManHart.Astudyonturbulencemodulationviaananalysisofturbulenceanisotropy_invariants[J].ScienceChina，2010，53（3）：508-513.
[3]肖洋.光滑壁面明渠紊流边界层拟结构试验研究[D].南京：河海大学，2002.
要】三维数据及模型对于整体反映对象信息，立体管控与分析对象具有很现实的意义。本文基于矿业资源的地质对象，介绍了三维地质建模数据模型的国内外研究现状，并对面元三维数据模型、体元三维数据模型、面体混合三维数据模型进行分析比较，为实施具体地质体的三维建模选择适应的三维数据模型提供理论依据。
【关键词】面元模型；体元模型；混合模型
1、前言
矿业资源的三维数据分析与管控是实现矿业远景规划、有效利用矿业资源的前提。矿业资源基于矿体研究，其研究对象的基本属性为矿体，以及由此而外延的地质构造、地层、矿体、断层等。由于地质历史的变迁并受地质运动的影响，地质矿体的地底表现复杂多样，其分布结构，地存形态以及表现特征各异。三维可视技术的研究，其目的在于正确再现这些地质对象。传统的二维地理信息系统尽管已被广泛使用，但由于二维技术的限制，其功能受限，无法对赋存矿体进行立体再现，且查询、几何量算功能欠缺，二维技术在地质对象的属性处理以及拓扑关系的再现上也显力不从心，索引、管控功能不足。为此，对三维可视化技术的研究以及基于地质对象的系统构建，其目的在于功能齐全的再现矿山地质对象的三维数据模型。
2、基于矿山地质对象的三维数据模型国内外研究现状
2.1国外三维数据模型研究状况
上世纪六十年代，三维块段数据模型首先是从地质统计学视角，基于kriging法、距离反比法等建立，从而来表现地质矿体的赋存特征。信息特征及赋存状态。1978年，hunterg.m提出了八叉树的数据模型，kavouras等研究人员又以此为基础进一步完善了相关研究，但仍然存在无法精确展现和表达矿体的表面及边界。1987年，carlsoneric提出单纯复形模型，构建了反映地质矿体立体概念的地下空间结构理论。由此，系统化集成块段模型，对于表现地质矿体特征，反映三维特征值以及矿体本身的形态和表面特征具有重要价值；三维地学模型由raperj.f于1989年提出；三维gis数据结构由fritsch于1990年提出；上世纪九十年代初，joe创立了基于三维点集的局部变换构建三维delaunay三角形算法，不久，molenar又从立体四元素（点、弧、边、面）出发构建了形式化三维数据模型。本世纪初，houldings.w、lirongxin分别为三维可视化技术作出了贡献，在核心技术领域、多维数据技术领域提供了建模思路。近年来，victor、piloutm促进了有关三维矢量数据模型ten的开发与应用，lattuada实现了3ddt在矿业地质领域的实际应用。之后，随着三维可视化应用技术的发展，gruen、zlatanova、coors分别促进实现了v3d（混合模型）、ssm（点与面的三维模型）、udm（用平面凸壳面表示三维空间）的开发。
2.2国内研究现状
国内首先对八叉树的三维地质数据模型进行综合研究的是国内学者韩建国、郭达志等人。其后不少学者在不同的领域基于三维信息模型进行了探索。赵树贤开发研究了基于界面三角网三维地质数据模型；傅国康探索了分形建模方法；李德仁从八叉树和四面体格网的的视角探索了混合数据模型；3d矢量拓扑模型由李青元提出，并探索了不规则三角形格网与结构实体几何的混合数据模型；另外，陈军、孙敏、程鹏、侯恩科等分别从不同的角度探索了三维数据模型的研究。
3、矿山地质对象的三维数据模型的类型
从相关资料分析，目前包括国内与国外的学者在内，有关三维数据模型的研究种类很多，但通常情况下我们可以把它区别为：面模型、体模型、面体混合模型。
3.1面元模型
面元模型主要表达和再现的是地质体的表面，以面单元或面元素为构成元素来表现地质体表，方便于显示数据和数据更新，从种类上看，面元模型可分为：格网模型（主要为地形表面和层状矿床构模），其特点是可以根据形状的浓淡程度实现表现，可以比较精确准确实现整个建模过程，在地层表现上层界优势表现，并且可对不规则的复杂面优势描述，在计算时间、数据处理上也简洁明快。
3.2体元模型
体元模型是真实三维的实际再现，是从三维空间视角的体元分解与组合，能够针对体元的性质单独保存和再现，并且能够实现空间查询和数据分析。体元模型可以分类为：三维栅格模型的数据模型（对反映三维体内的不均一性，可实现叠加分析、缓冲区分析，结构简单、位置隐含表示、操作算法易于实现）；针状三维数据模型（地质均匀的层状三维地质体如地层水、温度等）；叉树三维数据模型（实现三维空间的地质体分割），按照编码规则分类为：普通八叉树、线性八叉树、三维行程编码八叉树等。优势；数据处理能力强，压缩量大，运用便捷灵活。此外，还有一些其它模型，诸如：金字塔模型、三棱柱等。
3.3混合模型
混合模型是一种复合型模型，是对面模型与体模型的二合一，一种优势互补的的复合体，其综合了面模型对表面体再现优越性以及体模型对空间操作和分析的优点，优势合一。混合模型可以分类为：八叉树—结构实体几何混合数据模型、边界表示---结构实体几何混合模型、断面—三角网混合模型等。
4、结语
地质体的构成复杂、形态多种，三维数据模型的数据取得可以通过多种途径来实现，在实际矿业应用中，要依据不同的侧重点需要，建立相应的数据模型，分别侧重于不同数据的采集和处理，就可以满足相应的地质研究需要。
1基于GIS技术的城市地下排水管线评价
城市地下排水管线评价研究建设包括以下内容：
1.1数据建设
本研究数据包括：采集处理研究片区地下排水管线及其附属物数据（包括地下排水管线及其附属物的管径、标高、摩阻系数、泵站数量及运行数量、运行参数等，水泵流量扬程曲线及其启闭控制参数等，包括城市河道的基础数据采集与管理及明河与暗河的基本属性数据）；涉水GIS数据（数字地形图、数字影像地图、高精度城市DEM、LIDAR数据）以及气象、人口、人口排水及水量变化曲线数据，供水、水文、集水区、地表渗透数据：使用关系型数据库进行建库管理，为城市的水资源环境数据采集、管理、分析及应用奠定良好的基础；建设排水管理的多要素、多图层、规则化电子地图，为项目的分析和处理及后续的开发应用提供规范化背景数据。
1.2数字化模拟
建立研究片区排水管线模拟系统，即建立具有代表性的雨、污水系统的数学模型，利用模型测试该片区排水系统对不同条件的反应。包括以下内容：
1.2.1通过模型建设，模拟城市排水工作环境
本研究使用HRWALLINGFORD公司的InfoWorksCS排水模型软件以及所包括的模型构建技术，通过模型建设读取GIS数据库，并集成城市排水信息资源专题数据库，及软件自身的规划应用管理功能，通过图形分析等手段提供一个可以细致、精确模拟雨污水收集系统的工作环境。利用时间序列模拟引擎，针对城市污水系统和其相关的排水系统的关键要素可以作出快速、精确、稳定的模拟，预测城市排水系统的工作状态，或单点降水及降雨后对环境造成的影响，通过对GIS数据的使用，完整模拟回水影响、逆流、明渠、主干渠、复杂管道连接等城市排水结构复杂的辅助控制架构。
1.2.2通过GIS技术展示计算机模型计算结果
交互式数据浏览功能，包括平面图、纵剖面图、电子数据表格和随时间变化的图形数据。同时使用全新的交互三维显示技术改善了窖井的虚拟表现。实现了从任意图形和地理视图上展示底层数据。通过GIS技术输出表格和图表式的结果报告、城市洪水淹没分析等。
1.3研究评价内容
通过建立地下排水管网模型，分析评价管网运行现状，对地下排水管网系统改造提出合理化建议并形成体系，以指导该片区排水管线的规划、建设与管理。包括以下内容：
1.3.1依据城市排水系统的现状，评价、改造和新建城市化排水系统
建设的排水模型可应用于城市排水系统的现状评估、规划改造和新建城市化排水系统的设计与规划等各方面。相比于以推理法等理论和工程经验为基础设计排水系统，排水模型具有不受条件限制，数值分析速度和效率高，耗时少，通用性强等优势，能高效改善城市排水和污染控制的设计、建设与管理。
1.3.2城市洪涝灾害的预测评价及解决方案的决策支持
1.3.2.1结合城市地形因素（河道及地下排水管线、城市地表数字高程模型（DTM））
对该片区的暴雨分布情况展开研究并建立相应模型，为防洪规划提供合理化决策依据。通过建立的排水模型可对任意的降雨条件、任意的水工构筑物运行状态和边界条件进行仿真模拟，为用户提供管渠流量、水位、流速、充满度以及泵的启闭等重要信息。
1.3.2.2合流污水截流系统设计及分析：对于较为复杂的合流制排水系统，排水模型不仅可以同分流制污水系统一样对旱天流量进行评估，更重要的是能够对雨天排水系统的运行进行准确的描述。
1.3.2.3可持续城市排水系统（SUDs）的研究：项目对雨水系统的优化管理及可持续发展进行研究。调蓄池、草坪、绿化、透水性铺设等雨水优化设施已经逐步得到应用。
1.3.3合流系统污水排放污染情况的预测及改善方案的评价（CSO）
合流制系统普遍存在的合流污水溢流（CSO）问题是排水系统所面临的一个普遍问题。借助本项目建设的排水模型及GIS技术，不仅可以模拟一次降雨之后排水系统超出截流能力之后出现的溢流，而且利用长系列模拟功能，还可对当地平均年降雨情况下全年暴雨导致的溢流量进行预测。
1.3.4城市降雨径流控制及调蓄设计及评价
排水系统通常较为复杂，本研究借助水力模型的研究，准确地模拟城市排水实际情况，包括重力流系统，水泵强排系统，圩区排放系统，系统的雨污混接、入流与入渗情况，以及泥沙淤积、河道潮位等状况，确定出最为合适的解决方案。
1.3.5通过排水体系容量模型对城市新建建筑的评价研究
为新增城市地下排水管线的设计提供客观指导依据，评估新建城市建筑体是否对周围城市地下管线造成影响，并明确造成多大的影响，以保证城市新建排水管线满足“雨污分流”及环境容量要求。
1.3.6通过建立地下排水管网非正常运行及事故状态的分析处理模型，针对应急事件，及时准确提供解决方案并作出客观评价。
1.4软件及平台建设
通过引进成熟、稳定的软件技术，开发实现上述功能的系统平台，应用在城市规划、建设、水务等领域。通过数据交互技术，将三维模拟仿真技术，镶嵌到系统平台中，建设基于互联网的共享平台，使上述研究成果通过计算机技术实现跨平台技术的应用推广，在政府层次、职能部门层次及公众层次内推广应用。
2关键技术
本研究解决了城市数字化排水管理中的一些关键问题，特别是建立复杂条件下的城市排水新模型。其中解决的关键技术包括：
2.1在一维建模中充分利用昆明现有的全覆盖探测数据（市政管网与庭院管线数据相结合），利用小区管网普查数据协助排水管网集水区的划分和一维水力模型的建立。
2.2基于GIS下垫面数据，利用模型工具自动提取模拟片区城市地表下垫面面积（例如草地、房屋、路灯，不同的下垫面具备不同的水文特征，其模拟的准确程度直接影响水力模拟结果），更加精确地模拟城市水文汇水过程。
2.3引入了2D模型对城市地下排水管线运行状态进行科学合理的分析与模拟，使暴雨洪水条件下城市地下排水模拟结果更加真实可靠。结合高程测绘数据，通过建立二维地面漫流模型，能够清晰地模拟洪水淹没的范围，水深以及淹没的路径等。
3应用实例
本研究选择昆明市主城区西南的兰花沟地区作为研究对象，研究面积约10公里，历史上曾经经历过多次城市洪涝灾害，本研究的目的在于深入分析研究该片区的城市地下管线现状情况，为该区地下管线规划建设提出科学合理的建议。
3.1城市排水模型建设
地下排水管线数据是建设城市排水模型不可或缺的资料，是建设城市地下排水管线评价体系的关键，昆明市地下排水管线数据可挖掘信息包括管线的平面位置、管底标高、埋深、管径、材质、排水流向等关键信息，这些信息在城市地下排水模型建设中发挥了重要的作用，详见表1。
3.2城市排水过程模拟的依据
地下排水管线数据是城市排水过程模拟的依据，城市排水模型模拟地下排水管线工作过程需要管线数据支撑，同时，地下管线数据中的地形、影像等背景数据能够很好地反映模型模拟的城市排水过程空间演进及地形分布等特征，使城市排水过程模拟能够具有较强的目标性。
3.3城市排水模型校核与率定的依据
排水模型需要验证，即需要校核与率定，地下排水管线数据是排水模型校核与率定的基础，城市排水模型在跨区域推广时，需要不同区域的地下排水管线数据进行率定，即校核模型的参数，由此获得整个城市通用的地下管线排水模型，支持对城市地下排水管线的评价工作。
3.4基于GIS技术的昆明市地下排水管线评价
基于GIS技术的昆明市地下排水管线评价以模型建设为基础，主要应用在城市排水管线承载力评价、城市洪灾分析评价、以及城市雨污分流的适合性评价等三方面，这也是目前城市排水管线信息化研究的热点问题。
3.4.1地下排水管线承载力评价：
城市地下排水管线承载力评价通过排水模型计算，客观真实地模拟城市地下排水管线的承载能力，并评价这种能力。
3.4.2城市防洪薄弱环节评价：
城市排水模型建设的另外一个重要功能是通过排水模型模拟极端降水环境下的城市洪灾演进情况，模拟城市排水的薄弱点甚至找到某些可能溢水的检查井，以此合理地评价城市可能发生洪灾的地点。对该地区的地下排水管线进行有针对性的规划与改造。
MentalHealthStatusandNormEstablishmentof
MedicalStudentsinSichuanBasedonSCL-90
CHENXu
（IdeologicalandPoliticalEducationDepartment，SichuanNursingVocationalCollege，Chengdu，Sichuan610100）
AbstractObjectivetoanalyzethecharacteristicsofmentalhealthofmedicalstudentsinHigherVocationalCollegesinSichuanProvince，andtoestablishthenormofsamplinginHigherVocationalandtechnicalcollegestudents.Methods2349studentsofauniversityinSichuanweretestedbySCL-90.ResultsthetotalscoreofmedicalstudentsinHigherVocationalCollegesinSichuanprovincewas121.16+/-28.73，andthefactorsweredividedbetweentheagesof1.18and1.66.Theother7factorsweresignificantlylowerthanthenormofChineseadults.Thescoresofboysweresignificantlylowerthangirls.AccordingtotheSCL-90norm，thehighestdetectionratewasparanoid，obsessiveandhostile.ConclusionChineseadultsdidnotaccuratelyreflectthementalhealthofhighervocationalmedicalstudents，medicalstudentsinHigherVocationalCollegestoestablishsamplingSCL-90regionalnormforpsychologicalscreening，moreeffectiveguidanceinpsychologicalcounseling.
Keywords：SCL-90；highervocationalmedicalstudents；norm
0引言
高职医护生入?W时正处于健全人格发展的关键时期。两年的学制也给他们的心理适应、角色转换带来巨大的挑战，处理不当易造成自卑、多疑、偏执等不良心理问题。[1][2]
现有的SCL-90中国成年人常模和基于SCL-90的高职生的常模不能准确反映四川省高职医护生的心理健康状况和心理筛查。因此有必要建立四川省高职医护生的SCL-90的常模样本。[3]本研究旨在全面了解四川省高职医护生的心理健康状况，建立适用于医护生的SCL-90常模标准，为心理筛查工作提供科学指标。
1研究方法
1.1被试选取
本次参与调查的对象为某护理高职学院学生2016级大一新生，共2349人参加测试，有效问卷2303份，占98.04%，平均年龄为18.75?？.98，其中男生201名，女生2102名。
1.2研究工具
采用国内外的成人心理状况研究中被广泛应用的症状自评量表（SCL-90）。该量表由90个评定项目，分别组成9个因子：躯体化、强迫、人际敏感、抑郁、焦虑、敌对、恐怖、偏执、精神病。采用5级评分制，1表示没有该情况，2表示在频度和强度上较轻，3表示中等，4表示偏重，5表示严重。每个因子得分高低反映出症状的级别，得分越高，说明被试的症状越严重。
1.3数据分析
调查实施过程由心理健康工作人员和辅导员共同承担，集中填写，当场收卷。采用SPSS19.0软件进行数据录入和统计分析。
2研究结果
2.1心理健康状况的特点
以性别为自变量，SCL-90均分和各因子得分为因变量进行单样本t检验，结果显示（见表1）在均分和9个因子均显示性别差异显著，即男生在各项因子的得分均显著低于女生。
2.2SCL-90常模的建立
SCL-90量表具有较高的信效度，将此量表以16级大专学生作为样本测试，以建立SCL-90的区域性常模。测试结果标明在各因子得分及均分存在性别差异，因此分别建立男女均数常模，结果见表1。某高职医护生的SCL-90量表的原始分应与样本平均数相比较，才能确定其分值的高低和心理健康状况。
表12016级四川护理职业学院scl90均数常模（?？）
从总体上讲，心理健康的状况的高低成正态分布，采取划级评定转换T分数的方式，以??s和?？s作为为“轻度”和“中重度”的临界值，即60≤T
3讨论
3.1高职医护生心理健康状况的特点
辛自强（2012）的元分析研究发现，近20年大学生的心理健康水平在逐步转好，尤其是男生的心理问题改善得更明显。这其中的原因可能是女生为主的学校人际关系复杂、攀比等?F象更集中，加之女生敏感、情感更细腻、问题解决能力较差。
3.2SCL-90常模的建立
随着时代的发展，国家越来越重视心理健康教育的普及，人们也逐渐关注自身的心理问题。因此，SCL-90量表在之后的实际应用中应选择近期的常模。SCL-90的测评结果是高校用于心理健康筛查的重要依据，直接关系之后开展的针对性的辅导工作。
两个标准筛选出共同的因子是强迫状态，以往的研究也表明了强迫状态是学生最突出的心理问题。[6]
一些研究和报道指出高职医护生都属于95后，擅于展示个性、自我中心，适应能力较差，缺乏耐心和同理心，容易造成人际之间的冲突，敌对的问题，则会影响长期的人际交往，也不利于医护行业工作性质。[7]
3.3研究的不足与展望
本研究存在的一些局限。首先，本研究只分析了心理健康状况的性别差异，在校时间、生源地、家庭收入等方面都会呈现显著差异。其次本研究未能解释强迫状态是现在大学生普遍存在的心理问题的内在作用机制。未来研究有必要考察不同年级的心理健康发展水平，探求高职医护生心理健康发展规律和内部作用机制，以评估心理健康教育的效果。此外，作为心理筛查的工具应更注重可操作性和有效性，不仅是依据SCL-90或其他心理量表数据，纳入具有观测性质的指标，例如：家庭收入、生活费水平等。
关键词：高速公路；路堤；柔性基础；复合地基
0引言
近年来利用复合地基技术处理高速公路软土地基日益增多，与其他方法相比，具有施工工期短，提高地基承载力快，减小工后沉降效果显著等优点。
在研究前人工作的基础上，对路堤下复合地基的研究现状作了总结和分析，指出了其中存在的问题，并对今后研究工作提出了若干建议，以期为将来的研究提供一定的参考。
1研究现状分析
目前，对于路堤这种柔性基础下的复合地基理论研究还处在初步阶段，这方面的研究成果国内外极少。现有的研究成果主要集中在试验研究、理论计算和数值模拟三方面。
1．1试验研究①模型试验。s·h·chew通过室内模型试验对路堤下刚性桩复合地基的工作机理开展研究，得到了加载过程中桩土应力比、地表沉降的变化规律。方磊通过室内模型试验，研究了柔性基础下桩土应力比与桩底持力层强度和上部荷载的关系。allersma通过离心机模型试验对比分析了路堤下天然地基、水泥搅拌桩、刚性桩复合地基和半刚性桩复合地基的破坏模式、工作性状及其主要影响因素。②现场试验。eksortm通过现场测试证明了柔性基础（路堤）下桩顶位移与桩间土移并不相等。孙军、李海芳对路堤荷载下复合地基的变形特性进行了长期现场观测研究，发现桩与桩间土体的沉降不一致，桩与桩周土存在等沉面。曾开华、吴少汉通过现场试验，对公路路堤下复合地基的力学特性进行了分析，结果表明低强度混凝土刚性桩复合地基桩土应力比的变化趋势为先减小后增大，而水泥土柔性桩的桩土应力比变化趋势是逐渐增大的。
1．2理论计算研究alamgir通过假定典型单元体的位移模式，提出了“单位元”的概念，获得了柔性基础下端承桩复合地基中桩和桩周土的附加应力和沉降计算的解析方法。杨涛等修正了alamgir的典型单元体变形模式，提出了柔性基础下竖向增强体复合地基沉降计算的复合本构有限元分析方法，该方法未能反映桩土之间竖向不协调性。李海芳在杨涛的基础上考虑了桩土相互作用，提出了改进的位移分布模式，通过力学推导，得到了路堤荷载下复合地基加固区压缩量的简化算法等等。实践表明，利用这些计算方法得到的结果与实测值有较好的吻合，因此这种求解柔性基础下沉降与应力的分析方法是有价值的。
1．3数值模拟研究j·han采用典型单元体和duncan-chang模型，对桩承式加筋路堤的性状进行了数值分析研究，分析了路堤填土高度、加筋体刚度以及桩体模量对桩土应力比的影响。杨虹等利用弹性、duncan-chang非弹性两种本构模型，将平面问题有限元用于填土路堤下复合地基性状的研究，对复合地基沉降及桩土应力比的变化规律进行了研究。曾远、刘国明等利用biot固结理论，采用非线性有限元法分析了高速公路下复合地基变形的影响因素，并提出了合理布桩方式等等。可以看出，这些研究大都是对路堤下复合地基力学与变形特性做定性的分析。
2存在的问题
2.1试验方面现有的试验研究比较少，且大都是在刚性承载板下进行的，仍然沿用刚性基础下复合地基试验方法，不能真正反映路堤下复合地基的工作性状；模型试验是在理想的条件下进行的，存在着尺寸效应，很难模拟实际情况，具有一定的局限性；现场试验，因影响因素过多，必须经过大量的试验积累，才能找出规律。
2.2理论计算方面研究时基本将复合地基与路堤基础相脱离，未考虑路堤填土——刚性垫层——复合地基——下卧层土体四者之间的应力及变形耦合；研究中采用的桩问土竖向位移模式，大多数做法是假定在桩长范围内有一刚性位移，对解析计算的模型进行了简化，这种简化处理方法不能反映出桩土之间的力学机制。
2.3数值模拟方面①材料本构问题由于土的突出非线性，到目前为止，还没有找到可以体现土的各种特性的本构模型。采用不同的本构关系，计算结果不同。刚性桩、柔性桩、半柔半刚性桩的本构有较大的差别，但研究中大多数都视为线弹性体②计算模型建模时大都将桩假设成连续墙或板，将复合地基简化成平面问题进行研究，而实际由于桩的存在，路基的力学性质在长度方向上不再有均匀性，这将影响数值模拟结果的真实性。③计算参数的选用现场土体的性质很不均匀，且各向异性，选取计算参数比较困难，实际计算时，往往对某一段范围内土体进行简化，一般按经验公式取值，带有随意性，计算参数取值不同，计算结果也不同，这将影响数值模拟的可信度。④桩土接触面的处理研究中大都没有考虑桩土之间的相对滑动，仍采用刚性基础下复合地基中桩和桩间土竖向变形相等的假设，不能反映路堤荷载下桩与桩间土的竖向不协调性及桩土之间的荷载传递规律。
3今后研究工作的建议
3.1数值分析与试验相结合单纯应用数值分析和试验研究都是行不通的，必须以数值分析与试验研究相结合，进行优势互补，依靠室内和现场试验研究的验证与反馈，走理论分析和经验分析与实际相结合的道路。
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nbsp;3.2理论计算方法的改进柔性基础下复合地基的荷载传递机理应当包括：基础填土的拱效应、基础的刚度效应、刚性垫层效应、桩土间差异沉降引起的荷载传递以及下卧层土体的支承作用五个部分。
3.3提高数值模拟的可信度①应建立三维计算模型进行路堤和复合地基的三维数值模拟，使模拟结果更加真实。②为了更好地反映桩与土间的相互作用，真实模拟路堤荷载下桩与桩间土的竖向不协调性及桩土之间的荷载传递规律，应特别重视对桩土接触面的模拟，需要在桩土之间设置接触面单元。③选择合理的材料本构。土的本构比较复杂，不同土的本构，往往针对某个问题才具有合理性，因此要根据所研究的问题灵活选用，必要时对土的本构关系进行修正。桩的本构关系应通过试验确定，不能盲目的照搬经验。
参考文献：
关键词：建筑风能，风力发电，风能利用
中图分类号：TM614文献标识码：A文章编号：
1引言
随着化石能源匮乏与生存环境恶化的日益加剧，新能源的开发利用已刻不容缓。风能是一种清洁无污染、取之不竭的新能源，因其利用便捷、成本低廉而受到人们的青睐；目前风力发电是新能源利用技术中最成熟的，已在很多国家和地区得到广泛开发。
城市是人们活动的中心，随经济文化发展其规模不断扩大，各式各样的建筑逐步兴建起来。城市风环境由于大量建筑物的存在变得复杂，甚至带来风灾害，影响了人们的工作和生活，在城市规划和建筑设计时，应考虑到这个问题。最好的选择是利用建筑环境中的风能，将其变害为宝，例如在建筑环境中合适的位置布置风力机，利用风能发电用于建筑本身，缓解了城市中电力短缺问题的同时还降低了输配电成本。近来有不少的学者开始对城市建筑环境中的风能进行研究。本文针对城市建筑环境中风能的利用研究情况，总结了目前国内外建筑风能的研究成果，并提出了现存问题为进一步研究建筑风能利用提供参考。
2建筑风能研究现状
2.1国外研究现状
国外较早便对城市环境建筑风场进行了研究。通过风洞试验和现场观测，W.D.Baines认为高处的气流会沿建筑被引到低处，使建筑周边受到较强气流的影响，同时会增大地面的风速。Brite和Hunt[1]对两个高度不同的建筑模型进行风洞试验，建立了建筑间的风速预测方法。之后对建筑风环境研究的范围逐渐变大，学者开始对建筑表面的风压和周围的风环境进行研究，且随着计算机技术的发展及CFD理论的成熟，研究对象逐渐从单体建筑增加到多体建筑和建筑群。通过风洞试验结果的验证，发现数值模拟在研究风环境气流流动上具有较大优势，其可行性和优良性也得到了研究学者的认可，其中Stathopoulos等对建筑群的研究是典型代表。利用数值模拟与风洞试验相结合的方法研究建筑风能目前成为主流，取得了很多成果。英国及荷兰的学者利用CFD数值模拟和风洞试验结合的方法深入研究了扩散体型和平板型建筑，分析得出风能利用效果最好的建筑横截面，并通过对平板型建筑的改进，研究出了新的风能建筑形式。
英国和德国的两所大学联合承担了一项的建筑风能利用研究项目，建造了小尺寸的建筑模型，其中安装有风力集中器，以此为基础进行了双塔建筑模型设计，因为这种建筑曲面的设计能将风导向风力机，从而提高了效率，实现了建筑与风能利用一体化设计的节能理念。荷兰一所大学和某研究单位联合研究并建造了带平板型风力集中器模型的建筑。英国和瑞典对于城市区域的风能利用发电进行了联合研究，并策划实施了一些风能利用工程。SanderMertens[2]提出了一些可充分利用建筑风能的建筑外形，并研究了在建筑物顶布置风力机的情况。Ken-ichiAbe和YujiOhya[3]等通过模拟分析了一种扩散体型建筑的风场分布，研究得到这种建筑形式的在风能利用特性，并指出了风能集结的最优点。
2.2国内研究现状
国内对建筑风能利用的研究起步较晚，20世纪90年代末，国内学者开始利用各种数值模拟软件对建筑物周围的风场进行模拟并结合风洞试验加以研究及验证。汤广发[4]等用数值方法模拟了长方形和立方体建筑的风速以及风压分布。吴义章[5]等针对建筑风环境问题提出了几种模拟研究方法。近些年国内学者对建筑风能利用技术进行了一系列研究，这些表明我国对建筑环境中风能研究更进了一步。
苑安民、田思进[6]研究了建筑群增强风能的效果，并提出了风坝等一些概念。潘雷[7]等以几种扩散体风能建筑为基础，数值模拟了其对风能的聚集和强化效果。冯茺蔚[8]对平板建筑布置风通道的集风效果进行了分析，并通过建筑群周围风场的模拟得出布局形式对风场特性的具体影响。针对建筑密集区内的风能利用，李太禄[9]分析了几种基本建筑形式的风能强化效果和利用特点，并对济南地区典型建筑的风力发电效率进行了分析。郝文兰[10]研究了高层建筑的几种特定屋顶形式对风能强化的影响，并设计了专用于屋顶的集风器，提高了风能强化效果，实现了风能建筑一体化。香港学者[11]对单体建筑、两个及多个建筑的风能利用情况进行了数值模拟，分析了顶部对建筑风能利用的影响。陈宝明等研究了非流线形和平板型建筑开设风通道进行风力发电，并分析了其风能的集结和强化效果；并针对济南市的气候特征，采用数值模拟与风洞试验相结合的方式，以三种基本建筑集中器型式为基础，对不同建筑对风能的聚集效果和影响因素进行了研究。
3结语
综合国内外的研究状况，建筑风能的利用共有四种形式：建筑顶部风能利用、建筑间或建筑群巷道的风能利用、建筑风道的风能利用，以及旋转建筑的风能利用。在建筑顶部的风能利用方面，可将楼顶风能进一步强化，形成二次强化风能作用，例如在楼顶上加集风墙；在建筑风道的风能利用方面，应该注意虽然建筑物的风道具有强化风能作用，但建筑物会对风道入口形成边界层而减小风速，为减少风道入口边界层，应避免在建筑物上开风道，而将风道放在巷道或楼顶上；目前对建筑群排列影响巷道风能利用的研究很少，应加强此方面研究。
参考文献：
[1]Baker,C,J.Thetheoryofflowbetweentwobuilding-experimentalverificationoftheassumptionofBritterandHunt’stheory[J].Journalofwindengineeringandindustrialaerodynamics,1980,6:169-174
[2]S.Mertens.Theenergyyieldofroofmountedwindturbines.Windengineering,2003,27(6):507-517
[3]Ken-ichiAbe,YujiOhya.AninvestigationofflowfieldsaroundflangeddiffusersusingCFD.WindEngineeringandIndustrialAerodynamics,2004,315-330
[4]张维,汤广发.风对建筑绕流流动的数值方法[J].空气动力学学报,1990,8(4):437-444
[5]吴义章,李阳,齐常生.建筑风环境模拟及其舒适性判断[J].郑州大学学报(自然科学版),2001,3(133):1
[6]苑安民,田思进.城市高层建筑群风能利用的研究[J].能源技术,2005,26:154-157
[7]潘雷.建筑环境中风能利用的研究[D].济南:山东建筑人学,2006
[8]冯茺蔚.建筑环境中风能利用的研究[D].济南:山东建筑大学,2008
[9]李太禄.风能在建筑环境中的利用研究[D].济南:山东建筑大学,2009