考虑剪胀与软化的接触面弹塑性模型

采用大型单剪仪进行粗粒料与混凝土接触面在混合土泥皮(膨润土中掺入水泥)条件下的剪切试验,揭示混合土泥皮条件下接触面的力学特性与机制。试验结果表明,存在混合土泥皮时,接触面表现出明显的剪胀及应力-应变软化现象。峰值强度以及发生剪胀所对应的剪应变与法向应力大小有关,相同法向应力下,峰值强度所对应的剪应变滞后于产生剪胀的位置。为反映接触面的这一变形特性,基于广义位势理论,建立考虑剪胀以及应变软化的接触面弹塑性本构模型。利用塑性状态方程取代传统屈服面,采用分段函数,对剪应力与剪应变关系曲线和法向应变与剪应变关系曲线均用双曲线函数以及似正态函数分别进行拟合,从而确定模型中的各个参数。结合部分试验结果表明,模型计算的剪应力与法向应变与试验值的误差分别在10.5%,12.7%以内,从而验证模型的合理性。     

低渗透岩石三轴压缩过程中的渗透性研究

 采用岩石全自动三轴伺服仪,对低渗透花岗岩进行考虑渗透水压作用的三轴渗流–应力耦合试验。基于试验结果,研究花岗岩在不同围压和渗压下的渗透特性,分析岩石应力、应变变化过程中渗透率随围压、渗压和体积应变的变化规律。试验结果表明：岩石的应力–应变关系具有典型的脆性特征,渗压相同围压不同时,岩石强度随围压增大而增加;围压相同渗压不同时,较低的渗压对低渗透岩石强度影响不明显。岩样体积应变经过压密和扩展2个阶段,最大体积压缩应变随着围压的增加而增加,而岩样渗透率最小值并未出现在最大压密处,而是出现在体积应变拐点前,约在最大压密体积应变的95%处,并给出渗透率与体积应变的关系式。     

大体积混凝土温控通水参数优选数学模型

在满足工程要求的前提下,优选温控参数,可以大幅度提高工程效益,节约社会资源,但是目前没有通用性强的大体积混凝土温控参数优选数学模型,温控参数还只能凭经验设计选取,以致温控方案的选取并非是相对造价最低的最优方案,因而不利于控制工程建设成本。鉴于此,对大体积混凝土温控参数优选数学模型进行研究,首次推导出了考虑水管间距、冷却水温沿程变化和流量等影响的无热源和有热源混凝土平均温度计算公式,进而提出了以大体积混凝土温控措施总费用为目标函数,以破坏强度准则为约束方程的温控参数优选数学模型,并编制了求解该模型的遗传算法程序。实例计算表明该模型简捷、高效,计算结果合理,可为工程的温控设计提供参考。同时,模型的通用性和实用性都较强,便于在工程中运用。     

正冻多孔介质耦合模型研究

 通过分析多孔介质孔隙水的相变过程,研究孔隙冰与孔隙水含量随温度改变的变化规律,建立描述冷冻条件下孔隙冰与孔隙水饱和度的数学关系式。通过引入低温多孔介质有效孔隙压力概念,建立基于多孔连续介质力学理论的低温多孔介质孔隙压力变化的耦合模型,提出低温冻结情况下饱和非饱和多孔介质的体积热膨胀系数表达式。应用现有的试验成果论证此研究模型的正确性。研究成果表明建议的模型能够正确地模拟正冻孔隙介质的有效孔隙压力和骨架应力,并能反映冻胀融缩的变形特点,为科学研究低温多孔介质的应力与变形特点提供合理可靠的方法。     

多股多层水平淹没射流消能工水力特性试验研究

多股多层水平淹没射流消能工具有雾化较低、消能效率较高、流态稳定、对下游水位变幅有较强的适应性等特点,对水头高、流量大且泄洪前沿宽度有限,单宽流量较大的水电工程,可以有效地解决其泄洪消能难题.该文通过理论分析与物理模型试验,对多股多层水平淹没射流消能工的水力特性进行了分析与研究.结果表明:中孔高程、表孔高程和表中孔高程差等参数的选择对消力池的临底流速、浪高和尾坎处的波动都是重要的.     

岩体高压压水试验的渗透系数取值方法探讨

在高压压水试验条件下岩体渗透系数的取值是工程渗流分析关键参数之一.通过对高压压水试验孔周围岩体中的水流形态分析,推导出利用压水孔压力、流量以及附近渗压孔的水压力计算岩体渗透系数的公式.利用某工程高压压水试验资料,应用本文推荐的渗透系数计算公式和现行压水试验规程中推荐的公式等进行计算对比研究.研究成果表明当高压压水条件下岩体中水流仍满足层流假定时,本文推荐的公式可以用于岩体高压渗透系数的估计.     

龙滩碾压混凝土重力坝的设计特点

龙滩碾压混凝土重力坝工程量巨大,最大坝高初期建设时为192m,最终为216.5m,技术难度大。设计中针对碾压混凝土施工特点,从枢纽布置、坝体结构、混凝土配合比、温控、施工方案等方面进行了深入的研究,形成了有特色的设计方案,实现了碾压混凝土连续快速施工。     

龙滩碾压混凝土重力坝挡水坝段抗震特性研究

龙滩水电站大坝为高碾压混凝土重力坝，最大坝高216．5m，分两期建设，前期坝高192m。其抗震安全性研究主要采用材料力学动力法和有限元动力法进行，同时也采用非线性有限元动力分析。研究结果表明，龙滩大坝具有较好的抗震安全性及一定的超载能力。     

向家坝坝基排水孔涌水量控制标准研究

为实时监控坝基的渗透安全性,向家坝水电工程采用了坝基扬压力和涌水量可实时调控的坝基渗流自动化控制系统。排水孔涌水量控制标准是系统运行的关键指标之一。在对左非3坝段坝基渗流实测资料分析的基础上,采用渗流数值分析方法全面研究了左非3坝基扬压力和水力梯度分布特点,获得了坝基排水孔出流控制涌水量与孔口控制压力之间变化关系。依据排水孔控制涌水量与控制孔口压力之间的函数关系,结合坝基扬压力设计值和控制水力坡降的要求,提出了向家坝坝基可控抽排系统涌水量标准,并成功应用于工程实践中,取得了预期效果。     

龙滩水电站枢纽布置及重大问题研究

龙滩水电站是红水河上的“龙头”电站，该工程以发电为主，兼顾防洪和航运，具有巨大的综合利用与规模经济效益。其装机容量初期为4900MW，最终为6300MW，枢纽布置从部分坝后厂房加部分地下厂房方案优化为左岸全地下厂房方案，工期提前1年，效益巨大。拦河大坝采用碾压混凝土重力坝，最大坝高初期为：192m，最终为216．5m，是目前世界上最高的碾压混凝土重力坝。