透水底板破坏模式研究

通过数值模拟建立三维非线性接触有限元模型,通过非线性静力计算与动力计算分析,研究带键槽透水底板可能的破坏模式。分析表明,中间板块往往是板块水垫塘透水底板失稳的危险点,在脉动压力的做用下,中间板块更容易失稳,底板在扬压力的作用下,可能产生劈裂失稳破坏。可为工程建设、优化带键槽透水底板的体型、水垫塘安全等提供参考。     

白鹤滩水电站反拱型底板非线性静力分析

基于非线性接触理论,结合有限元分析方法对弦长达到130m、分块较多的反拱底板水垫塘进行敏感性分析,研究正向荷载作用下不同锚固水平和方式、反拱曲率及键槽对反拱水垫塘稳定性的影响.并得出以下结论:锚筋对反拱形底板的整体稳定起关键性作用;均布荷载作用下锚筋均匀分布最利于整体稳定,中间板块不锚固是可以选择的利于成拱的方式;对于弦长达130 m的反拱水垫塘,反拱圆心角74°左右较合理;键槽对局部稳定性有明显提高.     

变缝宽异型构造底板脉动压力特性试验

在水利工程中,水垫塘是大坝的重要安全防护设施之一,在高速水流冲击下,水垫塘的安全与稳定关系到大坝能否正常运行。以某消力塘水工模型试验为背景,结合模型试验结果,对比分析了不同缝隙宽度对底板下表面脉动压力特性的影响。研究表明:在水跃稳定区,带键槽底板下表面的脉动压强系数会随着键槽间的缝隙宽度的增大而增大,带键槽底板概率密度分布图的正态性较好;当键槽缝隙宽度增大时,带键槽底板可能产生的最大脉动上举力有所减小;对于相同测点,键槽缝隙宽度越大,下表面缝隙涡旋的平均尺度和脉动压力空间积分尺度都越大;随着键槽缝隙宽度变小,带键槽底板下表面的脉动能量更加集中于低频。     

键槽式底板物模试验研究

本文以某实际工程为背景,通过物理模型试验,分析研究了在水垫塘底板板块间设置键槽后,对不同位置板块所受上举力的影响以及各自的变化情况,旨在为应用这一结构提供参考。     

键槽式底板物模试验研究

本文以某实际工程为背景,通过物理模型试验,分析研究了在水垫塘底板板块间设置键槽后,对不同位置板块所受上举力的影响以及各自的变化情况,旨在为应用这一结构提供参考。     

水垫塘底板稳定性的动位移响应识别方法研究

利用水垫塘防护结构动位移响应原型观测成果，建立了水垫塘底板、水体、基岩、锚固钢筋的耦合有限元模型，并可据此计算出不同破坏状态下底板块的极限动位移。以二滩工程为例，分析了该工程水垫塘底板失稳破坏各个阶段的动位移响应特性，发现止水未破坏时，振动位移标准差一般不超过10μm，底板振动信号的偏态系数CS在-0.5 ～+0.5之间，峰度系数CE位于2.0～4.0之间，水垫塘底板的振幅比系数λ位于0.5～1.5之间；分析还发现水垫塘底板的振动信号满足统计自相似性，止水未破坏时其分形盒维数都在105以上；在止水破坏后，振动位移标准差及振动信号的偏态系数、峰度系数、振幅比系数将超出上述范围，振动信号维数下降到0.95以下，据此可对水垫塘底板的稳定性进行识别。     

反拱水垫塘衬砌结构整体稳定性研究

本文针对拉西瓦水电站的水垫塘的反拱式底板，通过数值计算，研究了正向荷载和反向荷载作用下的锚固钢筋水平、基岩弹性模量、静水压力和板块分块数量对反拱水垫塘底板整体稳定性的影响，论证了底板的稳定性。     

水垫塘底板的试验仿真模拟研究

以模型试验为手段研究拟建工程水垫塘底板的稳定性问题，其关键在于模型的相似性和模拟方法的可靠性，文中结合某高拱坝水垫塘底板稳定性的研究，从水垫塘水流形态、底板块上举力的成因等方面，阐述了底板块的水动力学和结构动力相似性以及边界条件相似的试验模拟方法，力求模型仿真性强，特别是对模拟块间隙宽度的论证非常有意义，试验结果表明，用加重橡胶进行的试验仿真模拟－－水弹性模型，较为真实地反映了水垫塘底板块的动力学特性。     

平底水垫塘底板块失稳的数值模拟

应用紊动射流理论、瞬变流理论和随机函数模拟方法，建立平底板块失稳的数学模型，用特征线法数值求解得到底板缝中动水压力、流速、板块上举力以及板块失稳水深等。小湾水垫塘板块稳定性试验和溪洛渡反拱水垫塘底板缝隙中动水压强的试验研究表明该模型合理，可预测水垫塘底板块失稳。     

长潭岗反拱形水垫塘衬砌结构的非线性静动力分析

反拱形底板的稳定主要靠拱座和锚固钢筋维持．利用接触问题处理底板与基岩、拱端与拱座、边坡与基岩的接缝，用杆单元模拟底板与基岩之间的锚固钢筋，对长潭岗反拱形水垫塘衬砌结构进行了非线性静动力计算，得出了水垫塘衬砌结构在接触状态下的位移、应力和拱端推力等．该计算方法对其他大型水垫塘设计计算可提供一些参考。     

水垫塘底板稳定研究

 通过对水垫塘底板不计止水、抽排和锚固等作用的20多种组合工况的试验研究 获得了板块开始失稳时的水流条件和动水压力的试验成果；分析了单宽流量和板块大小对板块稳定的影响；导出了板块稳定的必要条件；并应用所得成果对某工程水垫塘底板的稳定性作了分析，初步验证表明本研究成果具有实用性。     

漫湾水电站水垫塘底板水下补强加固工程

漫湾水电站水垫塘底板存在比较严重的冲刷破坏，通过采用水下浇筑混凝土的方法对水垫塘底板进行补强加固取得了良好的效果。文章主要介绍青岛太平洋海洋工程有限公司对漫湾水垫塘底板水下补强加固的工程实例。     

白山水电站水垫塘底板块脉动上举力试验研究

在1:35的白山水电站水垫塘消能布置的整体模型上, 利用测力传感器详细地量测了不同泄流工况下, 水垫塘底部不同位置处底板块上的脉动上举力, 获得了脉动上举力的统计资料, 分析了水垫塘底部不同区底板块的受力特征. 模型计算结果与基于瞬变流理论建立的预报公式计算结果十分吻合. 为水垫塘底板块的设计与防护提供了科学依据.     

反拱水垫塘三维紊流场水力特性的试验研究

反拱底板水垫塘是一种新型的水垫塘型式,是一个倒拱形壳体结构。它是根据峡谷天然河道的形状,将水垫塘设计成中间低、两岸高的拱形体型,不同程度地利用拱的作用来抵抗巨大的动水压力,提高防护结构的安全性。随着反拱水垫塘的广泛应用,关于反拱水垫塘的水流场研究越来越受到重视。针对已建成的拉西瓦水电站的反拱水垫塘,根据重力相似准则,选择合适比尺1∶130,设计了反拱水垫塘水力学物理模型,模拟工况为设计水头7.69 cm,测量了在此工况下的反拱水垫塘各测点压强和流速值。通过对实验数据的处理得到原型反拱水垫塘的压强和速度值,实现了对高水头和大流量作用下反拱水垫塘底板动水压强及流速的试验研究,得出底板动水压强及流速沿流程以及沿拱圈横向的分布规律。     

挑跌流水垫塘透水底板水动力特性试验研究

结合具体工程模型试验,研究了水垫塘透水底板不同开孔率对上举力的影响.结果表明:在采用透水底板这一新型消能方式减小底板上举力的情况下,不同的开孔率对水垫塘不同位置的底板上举力会产生影响,同时还分析研究了脉动压力空间积分尺度与水垫塘底板上举力的关系,并根据试验的实测数据提出了本工程上举力的预测公式.文中所阐述的透水孔开孔率对不同位置底板上举力的影响趋势,可为同类工程中透水底板的设计与施工提供一定的参考.     

基于接触理论的水垫塘底板数值模拟研究

平底板的稳定主要靠自重和锚固钢筋维持,因此合理的锚固钢筋模拟方法对解决底板的稳定计算问题至关重要。对锚固钢筋的工作原理进行了研究,用几种锚固钢筋的模型对实际工程底板稳定问题进行了计算。水垫塘止水破坏后,板块受脉动上举力的作用,与板块四周水体一起在座穴内不断的振动,是一种流固耦合振动,且底板与基岩相互碰撞、滑动,又表现为典型的接触问题,计算相当复杂。建立的底板-地基-水体-锚固钢筋联合作用有限元模型比较真实的模拟了底板的实际运动状态,并对平底板失稳的各个不同阶段进行了全过程的仿真模拟,计算结果更加真实可靠。     

高坝泄洪水垫塘底板防护安全研究

高坝泄洪水垫塘底板是重要的消能防护结构,若大坝下游河床防护不当,水垫塘底板的破坏可能危及大坝安全。通过模型试验对影响水垫塘底板受力的因素作了研究和探讨,根据试验结果提出了改善其受力条件,增加工程安全性的相关建议。     

不同衬砌形式水垫塘水工模型试验研究

水垫塘作为下游河床消能的防护结构,其自身在宣泄高速水流冲击下的安全性尤为重要,也是水垫塘消能防冲研究的关键。水垫塘底板破坏的主要原因是冲击动水压力(冲击压力和脉动压力),即形成向上的上举力,依托阿尔塔什水利枢纽工程左岸泄洪系统,分别对水垫塘底板衬砌出现的最大上举力和不衬砌时底板抗冲刷能力进行水工模型试验,通过试验为选择设计方案提供数据支撑,提出采用水垫塘底板衬砌的设计方案。     

护岸不护底水垫塘底板冲刷特性试验研究

针对乌东德水电站下游水垫深厚的特点,坝后水垫塘拟采用护岸不护底布置型式。通过1∶100水工整体模型试验,观测分析了坝后水垫塘底板基岩的冲刷特性。不同型式泄水孔对底板冲刷影响的比较研究表明:在边表孔挑角、中间表孔俯角的布置格局下,较大泄量工况时,底板基岩均受到不同程度的冲刷;表孔挑坎段增设齿坎不能有效减轻底板基岩的冲刷;在边表孔俯角、中间表孔挑角的布置下,底板基岩冲刷较轻微。     

糯扎渡水电站水垫塘护坡不护底试验研究

 通过水工模型试验,对糯扎渡水电站溢洪道水垫塘护坡不护底方案进行了可行性研究。在水垫塘平底板（护底）情况下,根据测试出的时均压力、脉动压力和上举力分布分析了底板及边坡的稳定性,以及可能破坏的范围;在水垫塘护坡不护底情况下,研究了各泄洪工况下水垫塘底部及坡脚的冲（淘）刷形态,最大冲（淘）刷深度;在此基础上,分析了水垫塘坡脚淘刷原因,提出了水垫塘的优化布置体型,即扩宽 水垫塘并加设护坡台板。试验结果表明,优化后的水垫塘采用护坡不护底方案是可行的。