复杂层状坝基重力坝抗震安全评价

为研究复杂层状坝基的混凝土重力坝非溢流坝段的抗震性能,采用ADINA程序建立非线性有限元分析模型,以接触单元模拟缓倾角的软弱结构面,以concrete本构模型模拟混凝土材料在地震中的开裂、压碎动态特性,以Mohr-Coulomb本构模型模拟地基岩体材料在地震中的塑性屈服特性,分析了坝体位移、应力、接触面状态及极限抗震能力,研究了非溢流坝段在不同概率等级地震作用下的地震响应与破坏模式,并对复杂层状坝基重力坝的安全性能进行整体评价。结果表明,复杂层状地基结构的重力坝在地震中层间接触面能够产生一定滑移,但对坝体的应力和极限抗震能力影响不大。     

基于综合判据的重力坝深层抗滑稳定性分析

为研究层状岩体坝基上的重力坝深层抗滑稳定性,以某混凝土重力坝溢流坝段为例,采用单软弱夹层分析法和双软弱夹层分析法两种建模方法,综合D-K曲线特征、相关性检验结果、塑性区分布以及接触面状态分析,确定了坝基的深层抗滑稳定安全系数,进而揭示了地基塑性破坏导致坝体失稳的机理。     

消除混凝土坝应力网格效应的三次等效应力法

针对混凝土坝有限元等效应力在角缘部位的失真问题,基于挡水结构的弹性力学解,提出一种改进三次等效应力法,即选取三次多项式模拟混凝土坝水平截面的正应力分布,确定多项式的待定系数,得到三次等效应力分布形式。以混凝土重力坝和拱坝为例,分别以线弹性有限元法、线性等效应力法、改进的三次等效应力法计算混凝土坝建基面的法向正应力和主应力,结果表明改进的三次等效应力法计算结果不仅有效减小了对计算网格的依赖性,且与线弹性有限元计算结果相当接近。结果可为混凝土坝的安全性评价提供参考。     

混流式水轮发电机组的检修、装配仿真培训系统开发与应用

为进一步完善水轮发电机组仿真培训,基于广西某水电站混流式水轮发电机组安装检修的实际情况,借助3DS MAX软件平台,对混流式机组各部件进行了三维建模;运用Virtools等软件对水轮发电机组的安装和检修进行了动态演示;基于视景交互平台,实现了在虚拟场景中的任意漫游。该培训系统不仅具有长时间的动画演示功能,而且增强了人机互动性,用户可通过鼠标和键盘操作模拟水轮发电机组的安装检修情况,获取各零部件的具体信息。该系统适用于水电站检修和安装人员的培训学习,为电站检修提供了参考。     

拦污栅栅条截面形式对水流特性的影响

采用CFD数值模拟技术,结合κ ε湍流模型,计算了拦污栅栅条不同截面形式对拦污栅局部水头损失的影响,并将数值模拟结果与拦污栅水头损失经验公式计算结果进行对比,分析了不同截面形式拦污栅的过流流动特性。结果表明,数值计算的局部水头损失与经验公式计算值吻合良好,其中截面形状为圆形的拦污栅水头损失最小,栅后形成的流速梯度较小,沿着水流流向水流过渡最平缓;截面形状为正方形的拦污栅水头损失最大,水流流过栅后会形成较大的漩涡,栅后流速过渡比较急促,紊动作用较强;水流距离拦污栅越远,水流受栅条的影响越小,直至恢复到与拦污栅上游相同的流态,流线逐渐趋于平行。     

基于周期外延法的监测效应量灰色时序组合预测模型

针对单一模型在大坝效应量监测数据序列拟合和预测方面存在的不足,采用Verhulst模型拟合监测数据序列中的趋势性成分,采用周期外延模型拟合监测数据序列中的周期性成分,采用自回归AR(p)模型拟合监测数据序列中的随机性成分,得到一种新的组合模型,并给出了一个工程实例。该组合模型丰富了监测效应量预测方法,可提高监测效应量的整体预测精度,深化对监测效应量变化规律的认识。     

混凝土重力坝深层滑动稳定性评估软件模块研发

基于混凝土重力坝深层滑动面上应力分布情况的数值计算成果,结合分项系数极限状态设计方法,研究了一种评估混凝土重力坝深层组合滑动稳定性的改进分项系数法。在此基础上,利用Delphi 编程工具,结合AutoCAD二次开发技术对该方法实现了程序化,得到了评估混凝土重力坝深层滑动稳定性的可视化软件模块。该方法和软件模块,充分利用了有限元数值模拟方法在计算应力场和考虑坝基及坝体变形影响等方面的优势,又结合了可靠度设计方法,得出的稳定安全系数能够较好地反映重力坝的抗滑稳定特性,且沿用了设计规范中的K_s表示方法,易于计算和普及。     

中层温差反坡异重流运动特性试验研究

以三峡水库支流库湾长期普遍存在的中层倒灌异重流为背景,构建室内物理模型,以入流量、初始水位、温度差3个主要影响因子,设计系列工况对中层反坡异重流运行特性进行模拟试验研究,分析异重流头部移动速度、交界面高度、头部厚度等主要水力学要素的变化过程及受入流量、初始水位、温度差的影响规律。借助钱宁等有关异重流的头部速度理论公式,计算了各种工况下的中层异重流头部理论速度,对比实际头部速度的实测值与理论值,两者相差不大,相对误差均小于5%。     

水利工程防生物污损涂层材料研究进展

为了减轻生物污损问题给水利工程安全带来的严重威胁,国内外目前主要采用4种方法进行治理人工或机械刮除、涂刷防污涂料、药剂灭杀和经济性鱼类的投放。其中防污涂料具有较好的发展前景。综述了多种新型防污涂料的最新成果、防污机理及其优缺点,重点介绍了以有机硅和氟化物系列为代表的环境友好型污损释放涂料,并指出未来防生物污损涂层材料的研究方向提高粘液污损的释放效率和在静止以及低速水流条件下的污损释放能力;针对水利工程的具体问题并根据其水域出现的生物污损的种类进行研发。     

基于率定量化标准系数的SPA年径流预测

针对集对分析(set pair analysis,SPA)在径流预测中径流集合量化标准仅根据主观经验确定的问题,提出了率定量化标准系数的SPA年径流预测模型,即首先对量化标准系数进行率定,再用SPA模型对径流进行预测。将该模型应用于长江宜昌站,并与经验标准预测结果进行对比。结果表明,率定量化标准后的预测结果能更好、更准确地反映原序列的变化,精度更高。