层状岩基重力坝深层抗滑稳定分析

针对含软弱夹层的层状岩基重力坝深层抗滑稳定问题,在分析层状岩基的深层失稳模式的基础上,提出了深层滑动面的自动搜索方案,并利用刚体极限平衡法研究了软弱夹层的埋置深度、位置及倾角对深层抗滑稳定安全系数的影响规律,进而利用深层滑动面搜索方法分析了向家坝水电站左非~#3坝段坝基的深层抗滑稳定性。结果表明,左非~#3坝段坝基深层抗滑失稳模式为坝踵岩层断裂滑移模式,在正常蓄水状态下该坝基深层抗滑稳定性满足规范要求。     

折线台阶状基础面重力坝的抗滑稳定性分析

折线台阶状基础面重力坝的抗滑稳定性分析,目前尚无统一完善的计算方法,基于滑楔法及重力坝深层抗滑稳定分析方法,提出了一种视坝体为刚体、滑动体由若干楔形体组成的简易方法,编制了计算程序,并将其应用于漫湾水电站#4坝段抗滑稳定性分析中.结果表明,该方法简便实用、计算成本低,且精度较高.     

防渗帷幕与坝基排水孔联合作用下的重力坝深层抗滑稳定性分析

针对坝基深层抗滑稳定分析中滑动面上扬压力通常出于安全考虑只在排水孔处折减,未考虑防渗帷幕的防渗减压作用对深层抗滑稳定造成的影响,引入当量长度及附加阻抗概念分析了帷幕与排水孔的减压效果,以及二者联合作用下的减压效果,并将其应用到实际工程中。结果表明,二者联合作用得出的滑动面上扬压力较防渗帷幕与排水孔单独作用更为精确,更贴近工程实际,较好地反映了深层抗滑稳定安全性。     

侧向阻力对重力坝深层抗滑稳定的影响分析

本文针对软弱结构面走向与坝轴线相交这一重力坝深层抗滑稳定分析中比较普遍的情况，在对滑动体所受到的侧向阻力作用机理进行分析的基础上，对单滑裂面和复合滑裂面两种基本滑动模式，计入侧向阻力，进行了深层抗滑稳定的空间刚体极限平衡分析。最后给出了一个分析侧向阻力影响的计算实例。     

官地水电站重力坝深层抗滑稳定分析

官地水电站坝址区地质条件复杂,缓倾角错动带和裂隙较发育,分布比较普遍,因此坝基深层抗滑稳定问题受到高度关注。利用ANSYS有限元分析软件,选取#13坝段作为典型坝段,结合该坝段工程实际和概化的滑移通道,建立三维有限元模型,采用强度储备法分析坝基的深层抗滑稳定性、坝体及坝基的位移和应力变化规律。结果表明,三维非线性有限元分析在以塑性区贯通为失稳判据的情况下,最危险的滑移通道1的深层抗滑稳定安全系数大于3.0,可见#13坝段深层抗滑稳定满足规范要求。     

基于有限元超载—折减综合法的重力坝深层抗滑稳定性分析

针对某混凝土重力坝坝基存在3层粘土软弱夹层可能引起坝基深层滑动问题,提出了有限元超载—折减综合法,利用ANSYS有限元分析软件构建了该坝溢流坝段深层抗滑稳定分析模型,通过关键点水平位移的变化判断坝基深层滑动失稳情况,进而求得坝基抗滑稳定安全系数介于3.00~3.25之间。与刚体极限平衡双斜面法及强度折减法、超载法相比,有限元超载—折减综合法所得抗滑稳定安全系数接近于前三者的平均值（3.02～3.32）,评价结果更偏于安全。     

蒙特卡罗法在水闸闸室可靠度分析中的应用

针对闸室可靠度分析采用蒙特卡罗法进行数值模拟,结果表明对于闸室抗滑稳定功能函数,不同变量的均值、变异系数、分布类型对其可靠度指标有不同的影响.     

基于分区刚体—界面元方法的重力坝深层抗滑稳定分析

将坝体及坝基系统分界为可变形滑动界面、刚性滑动块体和刚性基床三部分,建立了基于滑动界面应力变形协调、分区刚体静力平衡的分区刚体—界面元分析方法,其未知量仅包含分区刚体变形及滑动界面上的接触力。结合基于极限平衡方程的迭代解法,可快速准确求解重力坝深层抗滑稳定安全系数。对局部滑面未知情形,可通过搜索求解最危险滑动面。该方法可同时满足上限极限分析的运动许可条件和下限极限分析的应力许可条件,克服了现有规范分析方法通过假定来满足下限极限分析条件的缺点。最后通过某重力坝深层抗滑稳定分析算例验证了该方法的准确性。     

重力坝深层抗滑稳定接触非线性有限元分析

鉴于复杂地基上重力坝深层抗滑稳定分析传统算法的局限性,将接触问题引入重力坝深层抗滑稳定分析中,验算大坝抗滑稳定性。针对某重力坝工程地质条件和受力特点,建立有限元接触模型,考虑接触非线性的特性和法向应力与剪应力之间的交叉影响,提出基于强度折减法的接触非线性有限元算法,对预设缝进行整体降强,根据坝基特征点突变并结合接触缝滑移连通情况确定深层滑动面及稳定安全系数,并与传统算法计算结果进行比较。结果表明,接触算法具有自动搜索危险滑面、计算量少、收敛性好的优点。     

基于灰色关联法的大坝深层抗滑稳定敏感性分析

重力坝的深层抗滑稳定分析是大坝设计中极为重要的一部分,根据重力坝深层抗滑稳定影响因素的敏感性可快速、准确地施加措施,目前关于重力坝深层抗滑稳定影响因素的敏感性研究还不够深入.本文依托工程实例,以抗滑稳定安全系数作为评价指标,采用正交试验合理设置试验数组,基于灰色关联法对各影响因素进行敏感性分析.结果表明,处于水平岩层的重力坝深层抗滑稳定安全系数的影响因素敏感性由大到小依次为:剪出面与水平面夹角β、滑动面深度H、剪出面f′值、剪出面c′值、底滑面f′值、底滑面c′值.结合敏感性分析的结果,给出相应工程技术措施建议,为工程提供参考.     

考虑抗滑桩埋深的边坡抗滑机理研究

为探究有限埋深抗滑桩加固边坡的稳定性分布规律,基于点安全系数确定边坡的临界滑动面,分析不同屈服准则对确定滑动面位置的影响,研究了桩埋深不同时潜在滑动面的变化趋势及埋深相同时沿边坡纵向滑动面的分布规律。结果表明,考虑带抗拉强度的MohrCoulomb破坏准则的点安全系数确定的边坡滑动面最深;随着桩埋深的增加,边坡的稳定性先增加后减小;相同桩长下,沿边坡纵向边坡稳定性先减小后增加。     

Three-dimensional experiment and numerical simulation of the discharge performance of sluice passageway for tidal power plant

In this study, the discharge performance of the sluice passageway of tidal power plants was investigated based on the experiments conducted in a planar open channel and three-dimensional numerical simulations. By conducting the experiments in a planar channel, it was possible to reproduce the three-dimensional flow field around the sluice passageways similar to the field condition. The discharge capability of the passageway was estimated under various flow conditions with five different channel bathymetries. The estimates of the discharge coefficient generally ranged from 1.3 to 1.45, which are significantly smaller than the values obtained from the previous study based on the two-dimensional experiment. In addition, the experimental results showed a considerable difference in the discharge coefficient among the test cases, demonstrating an apparent influence of channel bed topography on the discharge performance. Based on an intensive parametric study carried out using the numerical simulations, an optimal configuration of the width, slope, and bottom length of the apron section was suggested for maximizing the discharge capability of the sluice passageway.     

斜护坦联合裙板消能工设计与试验验证

以多沙河流上某泄洪闸工程为例,基于斜护坦+裙板冲坑深度计算公式设计该泄洪闸下游消能工。试验验证表明,斜护坦和裙板设计基本合理,消除了水流顶冲和集中水流跌落现象,改善了河道冲淤形态,保证建筑物基础安全。分析河道冲淤形态及形成过程,发现拦河闸下游护坡需尽量与拦河闸同宽且顺应原河道走势,不宜束窄河床也不能过多扩散;限冲隔墙对保护河道长距离冲刷作用显著,但在水流集中的河段可能会引起水流跌落,淘刷隔墙基础;冲坑深度随来流量的增大逐渐加深,随下游水深的增加逐渐减小,两者相互制约,影响下游河道冲淤形态,可为类似工程设计提供参考。     

某泄洪水闸上部结构动力响应分析

大量震害表明水闸上部结构是地震作用下易发破坏部位,然而规范并未对其抗震性能作专门要求,众多水闸设计中并未将上部结构与主体结构作为整体分析。以西北某水闸为例,采用动力时程法分别计算了水闸整体结构、下部主体及上部结构的动力响应,对比分析了各个结构的动力响应,探讨了上部结构与下部结构之间的相互作用。结果表明,相比于单独承受地震作用,上部结构和下部结构作为一个整体时,水闸会出现显著的鞭梢效应,且下部结构的地震能量会向上部转移。建议水闸设计时考虑上部结构的影响。     

柔性铰接框架锚固边坡抗震效果分析

传统框架锚固结构为刚性设计,在地震作用下框架梁与锚索支座连接部位及锚头易破坏失效。对此,根据"刚柔结合"的抗震思路及边坡—支护"共同承载"的思路,释放锚固支座与框架梁处的自由度,将刚性变为柔性铰接支护体系,利用Flac3D进行数值模拟,并对比了柔性与刚性支护体系下的边坡状态。结果表明,柔性框架锚固支护可有效控制边坡滑动并改善内力状态。新的柔性铰接框架锚固支护体系为边坡加固提供了新思路。     

Experimental investigation on the relationship between sluice caisson shape of tidal power plant and the water discharge capability

The change of water discharge capability of the sluice caisson of tidal power plant according to the change of geometrical shape of the sluice caisson was investigated by performing laboratory experiments. The major design parameters that constitute general shape of the sluice caisson were deduced and a total of 32 different shapes of sluice caisson models were subjected to the hydraulic experiments. For every sluice caisson model, the water discharge capability was estimated with five different flow rates and three different water level conditions. The experiments were carried out in an open channel flume with a great care to measure flow rate and water level accurately, which are key physical quantities in estimating the water discharge capability of the sluice caisson models. By analyzing the experimental results, influence of the respective design parameters on the performance of the sluice caisson was examined and the general guidelines to enhance the water discharge capability were suggested. The discharge coefficient of the best sluice caisson model ranged from 2.3 to 3.1 depending on the experimental conditions, which is far higher than the values that were adopted in the past feasibility studies in Korea.     

白水江三级水电站泄洪闸预应力闸墩设计

针对白水江三级水电站泄洪闸工作弧门承受水推力较大、闸墩布筋困难,采用预应力闸墩技术设计,提出了优化闸墩预应力锚索布置、张拉力锚固体系选择,并应用三维有限元法对三种工况下预应力分布进行计算分析.结果表明,该法合理可行,成功解决了弧门工作时产生的巨大推力,并可指导预应力闸墩设计.     

基于OpenFOAM的动网格程序开发及其在启门泄流模拟中的应用

为解决固定闸门开度研究方法无法准确描述启门泄流过程水力特性变化的问题,基于开源计算流体力学软件OpenFOAM二次开发了适用于平板、弧形闸门沿预定轨迹连续开启的动网格类,并以瀑布沟水电站泄水建筑物水工模型为例,验证了程序的可靠性与网格收敛性。结果表明,该程序在捕捉自由水面、求解下泄流量及流场瞬态水力特性方面表现突出,且发现《溢洪道设计规范》会显著高估闸门连续开启工况的下泄流量值。     

某溢流坝下游泄洪消能防冲布置优化研究

为优化分析某溢流坝泄洪消能防冲布置形式,运用数值模拟的方法,建立溢流坝挑流消能及下游防冲的三维数值模型,根据工程特点,在前期物理模型试验成果的基础上,拟定多种下游消能防冲优化布置方案并进行数值模拟计算。计算结果表明,将原方案水垫塘预挖冲坑的下游斜坡改为垂直挡墙结构形式,能有效改善下游水流流态,降低预挖坑后的流速大小、均化流速分布,降低护坦处的压强,提高消力塘的消能效果,可减小对护坦及下游河床、岸坡的冲刷影响,可为类似工程设计提供参考。