不同糙面类型管道沿程阻力系数计算方法研究

在紊流过渡区,自然工业糙面与人工均匀糙面沿程阻力系数的变化规律差异明显,目前尚无适用于计算各类糙面沿程阻力系数的统一公式。在既有研究基础上,通过对人工均匀糙面沿程阻力系数变化曲线数字化,并引入壁面粗糙均匀度的概念,最终建立了适用于各类糙面及紊流各分区计算沿程阻力系数的统一公式。     

基于统计模拟试验法的主机组故障周期分析

智能巡检是水电厂设备智能维护的重要内容,为了实现智能巡检,确定不同设备的理论故障周期是关键。设备系统的寿命分布具有一定的规律,由这一规律确定的理论设备故障周期是确定巡检周期的重要依据。假定同一设备系统具有恒定的故障率,采用寿命指数分布模型描述设备系统可靠度与理论故障周期之间的关系(可靠度函数),建立并利用设备系统故障树的方法描述水轮发电机组故障与其子系统故障之间的关系,通过统计模拟试验法统计模拟子系统故障发生情况,并以该统计模拟结果为依据,拟合得出指数分布可靠度函数中的关键参数。利用可靠度函数,能够求得不同可靠度对应的预期可靠寿命,可为水轮发电机组理论故障周期的确定提供依据。     

基于DPM模型的旋流式沉沙池悬沙数值模拟

为了研究旋流式沉沙池泥沙颗粒的运动及沉沙机理和旋桨转速N与沉沙率之间的关系,借助商业软件Fluent,采用湍流模型和DPM模型相结合的数值模拟方法对泥沙颗粒进行颗粒追踪,通过设置7种不同的湍流模型模拟旋流式沉沙池悬沙在7种转速下的运动,与已有的试验结果进行对比,验证了模型的可行性,并选出在不同转速下最合适的湍流模型,进而运用选出的湍流模型分别模拟7不同转速下旋流式沉沙池流场分布,分析了旋流式沉沙池的流场和颗粒轨迹。结果表明,在沉沙池转桨所在的平面上,速度从池壁到池中心逐渐增加,相应位置上的压力逐渐减小;在沉沙池立面上,存在二次流现象,在转桨附近存在较大的漩涡;相同转速下粒径较大的颗粒比较小的颗粒更易沉降;随着桨叶转速的增加,颗粒总去除率逐渐减小。     

采砂对河道生态与环境的影响以及对策 ——以梓江梓潼河段采砂为例

河道采砂是目前河道存在的普遍现象。文章以梓江梓潼县境内河段的采砂数据为例,结合河道演变以及泥沙补给情况,通过河势变化,防洪安全以及生态与环境三个方面的影响来阐述采砂的影响。结果表明:采砂对河道河势稳定影响较小,不会出现河势变迁等问题出现;河道开采砂石之后拓宽了行洪断面,使得水流更为顺畅,提高了河道行洪能力;河道无通航要求,因此这方面不存在任何影响;采砂活动对河道水质有一定的影响,并产生一定的噪声及扬尘,同时对于鱼类也有一定的影响。分析采砂对河道演变以及泥沙补给的影响可以为河道进一步的整治及管理提供一定的指导意义。针对不同河道的具体情况制定不同的治理方案是目前河道治理的一项重要任务。文章根据具体的采砂情况对梓江梓潼县境内河段的采砂提出一定的建议。     

单轴压缩下饱水裂隙砂岩体积效应的试验研究

为研究水和岩样体积对砂岩物理力学及变形特性的影响,采用MTS815型岩石力学测试系统,对干燥和饱水状态下的3种不同体积(高径比2∶ 1)完整和裂隙砂岩进行单轴压缩试验。结果表明:完整和裂隙砂岩的孔隙率与饱和吸水率与岩样体积成正比;干燥和饱水的完整与裂隙砂岩单轴抗压强度均随体积增大而小幅降低;砂岩弹性模量和变形模量与岩样体积呈负相关,且水降低了砂岩的弹性模量与变形模量;干燥砂岩的泊松比随岩样体积增加而增大,而饱水砂岩则随岩样体积先增加,后稳定;干燥的完整和裂隙砂岩的宏观破坏形式由小尺寸的轴向多劈裂面破坏逐渐转变为大尺寸的单一剪切破坏,水的存在对岩样单轴压缩破坏形态没有明显影响。     

欧洲、美国规范混凝土结构裂缝控制方法及其与中国规范的对比研究

对欧洲、美国、中国混凝土结构设计规范的裂缝控制设计方法及其演变过程进行了系统梳理,并详细对比了各国现行规范中裂缝验算方法。比较发现:1)欧洲规范进行裂缝验算时考虑的因素最全,方法上也呈现出逐渐简化的趋势;现行规范中的验算方法,设计人员根据实际工程需要选用其一即可。2)美国规范认为混凝土构件裂缝大小存在一定随机性,很难通过计算掌握实际裂缝宽度。因此现行规范ACI 318-14中规定的最大钢筋间距限值,只考虑了受拉钢筋应力和混凝土保护层厚度;该方法简单,易于为工程采用。3)以圭亚那水处理厂混凝土结构为例,分别采用欧洲、美国和中国规范的计算公式验算该结构的裂缝宽度,结果表明各规范裂缝宽度验算结果相差不大,相比较我国规范要求更加严格。     

滑坡体下挂帮矿开采方案与分析

象鼻山采区是大冶铁矿东露天采场拟开采的4个挂帮矿开采点之一，其地质条件复杂，北帮边坡曾经发生过滑坡。挂帮矿的开采足否会诱发古滑坡体的再次失稳，如何保证挂帮矿资源的安全回收，是采矿作业不可同避的问题。简要介绍采区边坡的地质条件和滑坡历史，预测挂帮矿开采期间边坡的稳定状况，提出利用预留矿石挡墙控制边坡变形与稳定的开采方案，采用FLAC^3D软件进行计算，并对开采顺序进行优化。开采结果表明，预留矿石挡土墙方案可以提高边坡的稳定性，开采期间没有发生灾难性滑坡，但变形量级远大于分析结果。     

岩坡稳定的三维强度折减法分析

目前，强度折减法基本上用于边坡的二维稳定分析。为研究其在岩石边坡三维稳定分析中的适用性，选择平面滑动和楔形体滑动2个经典算例，运用强度折减法求解其安全系数，并与E．Hoek和J．W.Bray给出的解析解进行对比。计算结果表明，数值解与解析解非常接近，模拟的滑动方向与理论假定也基本一致。算例中，结构面使用实体单元模拟，为此进一步探讨结构面单元厚度和网格密度对计算精度的影响；结构面均为甲面，其厚度为块体高度的1／10～／200，厚度与单元数对安全系数的计算结果影响不大。对特征点位移准则和塑性区贯通准则进行比较分析，认为结构面塑性区贯通收敛准则在理论上与极限平衡理论较为吻合，实际应用上也易于操作．作为收敛准则较为合理。三滑面五面体滑动算例进一步验证该方法的适用性。     

基于微震信号多重分形特征的岩石边坡变形预警研究

依托白鹤滩水电站左岸岩石边坡工程,引入多重分形去趋势波动分析法(MF-DFA)估算微震波形多重分形谱,以岩石破裂微震波形多重分形时变响应特征为基础,揭示岩石边坡变形预警信号。研究表明,左岸边坡岩石微破裂与爆破振动波形多重分形特征明显,且爆破振动波形多重分形谱宽度远大于岩石微破裂波形多重分形谱宽度。边坡裂缝增大前,岩石微破裂波形多重分形时变响应特征表现出很强的规律性,可作为变形预警信号,即:岩体在发生变形破坏前,多重分形谱宽度△α呈现增大趋势,微震波形多重分形谱△f(α)呈现减小趋势,可视为变形预警前兆信号;发生变形破坏时,△α呈现减小趋势,△f(α)呈现增大趋势,可视为变形破坏期;发生变形破坏后,△α和△f(α)均呈现平稳趋势,△f(α)整体将处于零线附近,可视为稳定期。