直线扭坡渐变段扭墙模板施工与测量控制

南水北调中线工程中总干渠与大型穿河建筑物的过渡衔接多采用直线扭坡渐变段,其结构复杂,体型多变。文章通过滹沱河倒虹吸工程出口连接闸室与明渠之间直线扭坡渐变段施工实例,重点介绍直线扭坡渐变段过水断面的模板施工与测量控制。     

大岗山拱坝廊道三维静力线弹性有限元分析及配筋方法研究

基于大型通用有限元软件ANSYS,利用子模型技术精细的模拟了大岗山混凝土高拱坝廊道的应力及变形特性;选取廊道上具有代表性的断面,利用三维插值及坐标变换得到不同特征线上各点的应力值,沿特征线上(单宽)对各点拉应力进行积分算出各特征线处的拉力值,并以最大拉力值作为断面的配筋依据,运用规范方法计算得到各断面处的配筋参数。该方法将三维有限元计算成果成功运用于工程配筋计算,概念明确,所得配筋参数经济合理,在大体积混凝土结构孔口配筋方面有广泛的推广和运用前景。     

信阳市中小河流治理设计洪水计算方法分析

信阳市的地形可分为山区、丘陵区、平原区。在设计洪水计算过程中共有以下几种计算方法:适线法:此计算方法适用于治理河流设有水文测站,且有多年观测记录资料的河流或河段;推理公式法:当缺乏实测流量等水文资料时,且治理河流流域面积200km2时,可采用推理公式计算;淮上法综合单位线:缺乏水文资料,治理河流位于山丘区,流域面积200km2时,治理断面设计洪水可采用淮上法计算;平原公式法:当缺乏资料,治理河流位于平原区,治理断面设计洪水可采用平原公式计算。此方法主要用于淮北坡水区的洪水计算,利用相似河流的一些实测资料推求公式中的相关参数,并结合河道特征和经验确定。     

考虑底坡影响下的明渠恒定非均匀流水力计算公式研究

考虑底坡影响的条件下,利用均值不等式对明渠恒定非均匀流最小断面比能和临界水深的计算公式进行改进,并附以算例验证。通过对改进前后两种方法的比较,结果表明:采用改进后的计算方法较之传统计算方法得到的临界水深偏大,最小断面比能偏小。改进后的公式利用均值不等式理论简化了计算过程,且考虑底坡影响下的结果更为精确,可靠度更高。这一改进过程从理论上阐述了数学方法在水力学分析中应用的可行性,同时也为水力学课程教学与工程实际计算提供了新的指导思路和简便的解决途径。     

坡面不规则楔体稳定性分析方法研究

岩质边坡三维极限平衡方法包括楔体极限平衡方法和三维条分法,两种方法在实用性方面都存在一定的局限性。从虚功原理出发可以推出楔体极限平衡状态下的能量耗散方程。通过假定不同的楔体起始滑动方向,进一步推导了楔体极限平衡方法的上限解公式和经典解公式。上限解公式和经典解公式均表明给定滑动面产状以及滑动面强度参数的情况下,楔体安全系数值与滑动面面积和楔体的体积有关,与楔体坡面的具体形状分布无关。据此原理可以计算坡面形态起伏变化较大楔体的稳定性。本方法克服了在坡面起伏变化较大和多结构面切割楔体的情况下,传统楔体计算方法不能适用的弱点。结合某工程边坡稳定性分析,应用上述楔体稳定性计算方法可得到合理可靠的常规楔体的稳定性计算结果,为工程设计提供参考。     

扭面土石方量计算的复化梯形积分法

土石方量计算是工程中一项十分必要而又繁琐的工作,针对现有扭面体工程土方量计算方法的缺陷,提出用三次样条函数拟合断面面积函数,再运用复化梯形求积公式计算复杂体型建筑物土方量的新方法,并可编制基于MATLAB的计算程序.算例结果表明该方法具有精度高、操作简单、便于程序化等优点,可供工程设计中参考.     

溢洪道陡坡控制断面的水力计算

根据现行的溢洪道水面线理论分析结论,从实践和理论两个方面分析了现行溢洪道陡坡控制断面水深计算确定中存在的主要问题;针对上述问题,结合国内专家学者对控制断面水深的研究结果,对不同坡度i下的相应水深及计算值与试验值的相对误差进行了计算;将计算结果进行分析比较,得出了山东水科所公式比其他计算公式适应性强、计算使用简便、计算精度高、便于工程应用的结论。     

扭曲面体积计算方法探讨

扭曲面作为衔接过渡建筑物,用途较广。文章利用扭曲面的几何性质推导出一种扭曲面体积理论计算公式,并简化成平均断面法体积计算式,两式与2005年《水利水电技术》第一期刊登的《扭曲面体积计算方法探讨》(作者:孔令法)一文(以下简称《扭》文)所推导的公式进行实例比较,认为本文所推导的扭曲面体积计算公式特别是平均断面法公式有适用范围宽、使用简便的特点,可用于扭曲面体积的快速计算。     

三峡库区重庆段一维水流模型糙率修正分析

为寻求河道水流一维数值模拟计算中关键参数“糙率”的确定方法,采用MIKE11一维水动力模型模拟了三峡库区重庆段(寸滩至长寿)37个断面的水位流量变化。首先用经验的方法确定模拟计算的初步糙率;然后以天然河道上、下游某断面流量作为边界进行模拟计算;再将得到的各断面的模拟水位值代入各测量断面,得到此断面的过水面积、水力半径和流量模数;最后将通过规范公式计算的糙率代入一维水流模型中进行计算,从而得到修正的糙率。结果表明：该方法能够有效提高模拟的精度,减小糙率对模拟结果的影响,对我国其他大江大河的水流数值模拟研究具有重要的参考和应用价值。     

非标准马蹄形断面隧洞的水力计算研究

马蹄形过水断面为无压隧洞较常采用的形式,但断面形式复杂使其水力计算变得十分困难。通过数学推导,给出了6圆弧马蹄形断面的水力要素计算公式;分别采用谢才公式和临界流方程,推导了顶拱和上侧拱所对应的圆心角的迭代公式,进而给出了正常水深和临界水深的计算公式,并将之应用于引汉济渭工程秦岭无压隧洞的水面线计算之中。结果表明:水面线形态与定性分析结果相符,计算简单、结果可靠,可为工程实例中类似断面形状的水力计算提供参考。     

棱柱体渠道中十二种水面曲线的试验研究

通过试验研究了缓坡、陡坡、临界坡、平坡及逆坡5种棱柱体渠道在不同坡度、不同闸板控制断面处生成的12种非均匀渐变流水面曲线,并将试验结果与逐段试算法结果进行比较。结果表明:为了12种水面曲线的较易生成,临界坡、陡坡的闸板控制断面宜设在棱柱体渠道的下游断面,而缓坡、平坡及逆坡的闸板控制断面宜设在棱柱体渠道的上游断面;同时为了b型水面曲线的较易生成,N-N线和K-K线之间区域应较宽,陡坡应越陡,缓坡应越缓;除陡坡在上游断面插入闸板时计算所得到的结果与实测值误差较大,其余坡采用逐段试算法得到的水流特性、水面线特征与实测值吻合较好,可为工程实践中水利设计提供依据。     

通用大断面水位面积计算方法存在瑕疵

目前测站通用的大断面水位面积计算方法是通过先绘制断面图,再设定若干个分级水位,量取各分级水位对应的水面宽,将上、下分级水位水面宽平均值乘以对应的水位差,得到这两级分级水位之间的增量面积,逐级累积增量面积可得到大断面水位面积关系。这种方法必须将实测点高程逐点设为分级水位,否则,计算理论上存在瑕疵。实际中一般测站不会将每个高度的测点都考虑为分级水位,故开发利用Excel功能精确计算大断面水位面积关系。     

非标准马蹄形隧洞水力计算探讨

工程实际中,为优化马蹄形隧洞断面受力条件,常采用非标准型式的过水断面,但复杂的体型又会导致水力学计算非常困难。为解决这一工程难题,通过数学计算采用几何分割法和积分法推导出了两种非标准马蹄形断面任意水深对应的水力学要素解析式,并利用Excel等计算软件方便快捷地求出精确解析解。依托滇中引水工程,将推导的公式应用于非标准马蹄形隧洞断面水力要素拟定中,结果准确可靠,可为类似工程的水力学计算提供参考。     

利用对偶图形计算河流断面面积方法初探

常规的河流断面面积计算是从一侧趋近曲线断面面积的真实值。对偶面积计算方法是利用断面切线形成断面面积图,并将该方法形成的断面与实测断面相结合形成新的测流断面,从而对面积进行计算的一种方法。本文以呼兰河兰西站为例,引进对偶图形计算河流断面面积,并通过与常规方法比较,评价该方法在断面面积计算上的适用性。结果表明,对偶图形计算方法更加接近断面的真实值,可以提高断面面积的计算精度。     

圆形无压隧洞的经济过水断面

圆形断面是无压隧洞常用断面形式之一。当引水流量Ｑ，衬砌糙率ｎ及底坡ｉ确定后，在满足一定净空面积及净空高度的条件下，所面尺寸按明渠均匀流公式计算确定，计算过程繁复，结果也往往偏大。本文从水力计算的角度导出了按一定面积比及余幅确定断在尺寸的方法     

影响软基础海堤外坡综合坡比因素的探讨

为优化海堤断面结构,对软基础上海堤断面外坡综合坡比进行了深入研究。依据海堤规范中的总应力法,通过适当简化模型,推导了海堤外坡综合坡比与海堤高、淤泥抗剪强度指标之间的函数关系。对典型工程海堤断面及相应淤泥层地质参数影响进行了分析,得出了海堤高度、淤泥抗剪强度指标对海堤外坡综合坡比的影响曲线,认为内摩擦角对海堤外坡综合坡比的影响比凝聚力及堤高的影响更敏感。经工程实例检验,得出本文公式计算结果与实际工程相关数据基本吻合,从而证明了所提方法的有效性。     

五圆弧平底蛋形断面隧洞临界水深的简易算法

五圆弧平底蛋形断面隧洞具有结构相对简单、断面形状尺寸容易控制和易于施工的特点,是工程中较常采用的水工隧洞断面形式之一,但其断面临界水深计算公式复杂,且为分段的超越方程,在求解过程中计算繁琐,无法直接给出解析解。为此,本文计算了五圆弧平底蛋形断面的水力要素,得到3种典型断面的过水断面面积和水面宽度计算公式,并对临界水深的基本计算公式进行简单的数学变换,对无量纲临界水深和无量纲参数的关系进行研究分析,利用优化拟合理论,在工程适用的范围内推导了3种典型五圆弧平底蛋形断面临界水深的直接简易计算公式,并进行了精度分析。结果表明:公式计算误差绝对值的最大值小于0.24%,且大部分区域相对误差在0.1%内正负波动,完全满足实际工程的精度需求。     

水电站调压井稳定断面问题的研究

以往设计调压井稳定断面所用的托马(D.Thoma)公式是在理想调节假设下导出的,计算的调压井面积往往偏大,增加了工程投资,减缓了施工进度.本文考虑了影响稳定性的各种因素,建立了水电站实际调节系统的数学模型,导出一个较完整的调压井临界稳定断面公式,用此公式经合理地选定调速器参数计算结果,使水电站调压井在小于托马临界稳定断面下也能稳定运行,并指明托马等人的公式只是本文所提出公式的特例.文中还对引水式电站是否可以取消调压井给出简易判式.     

平底消能池深度的“一次算法”

本文运用由全微分求复合函数导数的方法,给出平底消能池深度的“一次算法”:由适当的池深近似值S_0,算出相应的修正值△s,即可得到足够准确的池深S=S_0—△S,无须重复试算或选代。     

任意坡面上均匀沙起动概率及起动流速的计算公式

基于概率统计理论,引入泥沙颗粒组成及相对暴露度产生的附加质量力,得到了任意坡面上泥沙起动概率的计算公式;并将其引入到泥沙起动研究中,从理论上推导出了任意坡面上近底作用流速及垂线平均流速公式;此外,公式还可以进一步简化为弯道岸坡、顺直岸坡、正负坡以及平坡条件下的泥沙起动流速公式。通过任意坡、弯道岸坡等条件下的实测资料验证,本文公式计算值与实测数据符合较好,可应用于任意条件下泥沙起动流速的计算。