水工洞室围岩稳定性的非连续变形分析

采用块体系统分析方法,针对岩体结构面的材料非连续性、变形的非连续性以及大变形等特征,建立了水工洞室开挖稳定性分析的非连续交形分析模型,并以某大型水电站地下厂房为例,模拟了洞室开挖.计算模型详细模拟了围岩内的各条断层,并采用统计模型生成各组节理,按试验资料确定其非线性参数,通过分析,得到了开挖后围岩的应力场和位移场.     

叶轮与导叶轴向间隙对自平衡多级离心泵的影响

为了研究叶轮与导叶轴向间隙的变化对自平衡多级离心泵的影响,提高泵的性能和可靠性,基于CFX软件,采用标准κ-ε湍流模型和高精度算法,通过改变叶轮和导叶轴向间隙,对一典型的自平衡两级离心泵进行全流场数值模拟,研究了叶轮和导叶轴向间隙对泵外特性及轴向力的影响。结果表明,设计工况下,随着叶轮和导叶轴向间隙的增大,扬程和效率逐渐减小;随着叶轮相对导叶左移轴向间隙的增大,总的轴向力逐渐增大,方向指向首级叶轮进口,随着叶轮相对导叶右移轴向间隙的增大,总的轴向力在某一间隙时为0,然后反向增大,方向指向次级叶轮进口。     

纳子峡混凝土面板堆石坝垫层及主堆石区渗透变形室内试验分析

根据大通河纳子峡面板砂砾石坝的工程特点和料场情况,对纳子峡水电站下游C1料场B、F区及河床的天然砂砾石土科做了筛分试验,绘制了土料的颗粒级配曲线,得出C1料场B、F区土料满足垫层设计要求,且F区土料更优；同理天然砂砾石亦满足主堆石区料设计要求.根据设计要求的颗粒级配、砂土的相对密度、压实度等,对垫层2A1、砂砾石料区3B1土料做了渗透变形试验,发现土料渗透变形破坏均经历了土样保持原状、细颗粒浮动、形成渗漏通道及土样完全破坏4个阶段,绘制了流速-渗透坡降双对数曲线图,据此求得了垫层2A1、主堆石区3B1土料的临界坡降,再根据现行规范取安全系数2 0,从而求得垫层2A1、主堆石区3B1土料允许渗透坡降分别为0.463、0.163.     

混凝土粗糙面形貌特征参数与节理粗糙度系数关系研究

裂缝面粗糙程度是描述其表面形貌的重要参数。基于三维扫描技术获取混凝土裂缝面的坐标点云数据,等间隔选取各裂缝面11条轮廓线,计算各轮廓线粗糙轮廓指数Rp、形貌线伸长指数δ和粗糙角i等特征参数,研究采样间隔SI对二维节理粗糙度系数JRC的影响;建立JRC与二维特征参数Rp、δ、i之间的函数关系、三维JRC3D与三维特征参数之间的关系。结果表明：JRC与SI呈二次函数关系,当SI为0.2 ～ 1.2mm时,随SI减小,JRC增大;JRC与Rp、δ分别呈二次函数和对数关系;JRC与二维特征参数中的粗糙角iZ2呈正相关关系。建议Rp作为二维节理粗糙度系数表征指标。JRC3D与三维特征参数的最大构造深度Rz相关性最好,拟合公式平方根R2为0.9109。提出的表征公式与已有成果最大平均相对误差MRE、平均绝对误差MAE和均方根误差RMSE分别为1.790%、0.316mm和0.408mm。说明提出的表征公式是合理的,适用于混凝土裂缝面粗糙度估算。     

混凝土梁四点弯曲试验的并发多尺度区域分解法模拟

损伤在准脆性混凝土材料的非线性力学特性中占有重要地位。但有限单元法计算采用局部损伤模型时存在网格敏感性和零能耗问题。同时,传统单一网格有限元模型难以对构件的线弹性区域和非线性区域进行区别处理,无法将有限的计算资源集中在重点关注区域。通过局部子区域预设高精度有限元网格和引入尺度间线性多点约束法,实现并发多尺度方法和整体有限元撕裂对接法的结合,采用隐式梯度损伤模型描述混凝土材料的非线性本构关系,运用双重组装并行直接求解法进行模型的大型线性方程组求解,完成了混凝土损伤失效分析的并发多尺度区域分解模型构建。将该模型用于混凝土单边切口梁的四点弯曲试验模拟,并对可能损伤的纯弯拉区域分别采用了3种不同尺寸的有限元网格计算。算例分析表明,模型合理可靠且不具网格敏感性,能够重现混凝土的损伤失效全过程,可为混凝土构件开展损伤失效全过程分析提供多尺度数值模拟技术支持。     

比奥固结有限元分析中位能的研究

对虚位移有限元法和伽辽金有限元法推导的Biot固结有限元方程进行了研究,详细讨论了位置高度z引起的荷载项(即位能),发现分别采用上述两种方法得到的位置高度z引起的荷载项不相等.采用伽辽金有限元法推导的Biot固结有限元方程的位能的物理力学概念明确,其位能项为浮力;而采用虚位移有限元法计算的位能的物理力学含义不明确,这在进行饱和土体的固结沉降分析时值得注意.     

基于变形监测资料的混凝土坝时变参数优化反演

基于变形监测资料建立混凝土坝与基岩时变参数反演三步法：首先利用监控模型分离出的水压分量反演大坝和基岩的弹性模量;然后利用分离出的时效分量趋近值反演黏性元件的弹性参数;最后利用时效分量的过程值反演黏性元件的黏滞系数。以龙羊峡重力拱坝为例,应用上述方法,反演参数较敏感的时变参数,从力学机制上解析龙羊峡重力拱坝拱冠梁在2 530～2 610 m高程的径向时效位移向上游变位的原因。其原因是坝体和基岩黏滞系数较大,坝体自重引起向上游变位的时效变形需要较长时间才能稳定;另外,龙羊峡水库长期低水位运行也是原因之一。     

不透水地基上水平排渗体的优化研究

不透水地基上水平排渗体的优化研究沈振中，速宝玉（河海大学水力发电工程系，南京，２１００２４）１前言在水利工程设计中，渗流控制历来是至关重要的，尤其是土石坝、尾矿坝及灰坝，其渗流自由面的形态位置往往决定了工程的安全性。通常能有效控制自由面的渗控设施有竖...     

九甸峡面板堆石坝深覆盖层防渗结构方案优化

九甸峡水利枢纽坝址地形地质条件极为复杂,拟采用部分开挖、防渗墙截渗的处理方案。采用非线性有限元法,对防渗墙和趾板不同连接方式的设计方案进行计算,分析比较了柔性对接方式和刚性顶接方式对周边缝变形以及面板应力和变形的影响,研究了最合理的连接板长度,结果表明柔性对接方案优于刚性顶接方案,连接板的长度以4 m为宜。同时,获得了该坝应力和变形的主要特征值和变形规律。     

芙蓉嶂水库大坝渗流与结构性态评价

利用大坝渗流反演结果,对主坝渗流及结构性态进行计算分析,从而对大坝安全性态做出分析评价.最终评定芙蓉嶂水库为病险水库,属三类坝,建议尽快除险加固.