国内水电消息

GN_43. 水工结构模型试验应用激光散斑技术初获成功华北水利水电学院在水工结构模型试验中,应用激光散斑技术测试位移、弹模和泊松比初获成功。激光散斑技术是一门新兴的技术,它利用光测作无接触的全场量测方法,尤其对脆性材料模型试验的面内位移的测试,具有灵敏度高、设备简单的优点,既可逐点分析又可全场显示,在水工建筑物二维模型试验中可充分发挥其长处。1981年该院研究生部对水工结构     

水工结构模型试验的激光散斑法

水工结构模型试验的发展,要求寻找新的量测技术。激光散斑技术是一种无接触量测方法,既可逐点量测,又可全场显示,并且灵敏度较高和设备简单。用此法对大坝模型材料(石膏和地质力学模型材料)试验表明,光测位移值与千分表测值相对误差在4%以内,三角形重力坝石膏模型试验光测位移值与有限元计算值相当一致,其相对误差在10%以下。石     

科技动态

中国水利学会水工结构专业委员会、中国水力发电工程学会水工及水电站建筑专业委员会于1985年12月10—13日在华北水利水电学院联合召开了结构模型试验技术专题讨论会.近70名代表参加了会议,会议收到了34篇论文.一些代表在大会上介绍了美国、日本、法国和意大利等国家近年来模型试验技术的发展动态及其在工程建设中的作用,引起了与会人员的兴趣.会议分为脆性材料模型及光测试验技术两个专题小组进行了深入细致的讨论.     

红外热成像技术在地质力学模型试验中的应用研究

目前地质力学模型试验的量测方法主要为电子量测、光纤光栅量测等接触式量测方式,而接触式量测设备在布置过程中都会对模型结构造成一定影响。为探究从能量角度分析地质力学模型试验的可能性,实现试验过程中非接触、具象化量测的目的,在胶凝砂砾石坝地质力学模型试验中,采用红外热成像实时量测技术对模型超载破坏试验进行量测研究。研究结果表明：(1)模型地基中结构面在外荷载作用下发生挤压、错动时,会导致其局部温度上升。因此模型热成像的对比度及材料温度变化值,可作为判别大坝失稳的依据。(2)在模型材料破坏试验中,通过热成像仪得到材料破坏的温度变化值ΔT在1.2~1.8℃范围内,破坏区域出现明显温度变化,从试验现场和红外图像上均可发现明显异常,并以此提出基于热成像试验的破坏判据。(3)当模型试验超载至超载安全系数K_p=6.6时,其热像图中地基各结构面贯通区域温度变化值均达到破坏阈值,此时试验大坝发生滑移翻转的失稳破坏。利用红外热成像技术可以对模型结构的表面温度开展有效、实时且准确的监测,为后续的地质力学模型试验开展提供新的量测手段和分析角度。     

脆性材料结构模型试验技术中几个问题的探讨

以石膏材料作为水工建筑物的结构模型,研究坝工结构的应力、变形和稳定的问题,已有三十年的历史。在弹性力学的有限单元法和高速的电子计算机高速发展的今天,结构模型试验仍不失为校核理论计算和评价新设计方法的一个重要手段。由于当代科学技术的发展,对模型试验技术和精度提出了更高的要求。以石膏模型为主的脆性材料结构模型亦同样如此。一个正确试验成果的获得,主要取决于模型设计、模型制造和加荷量测过程的各个环节。有任一个过程的不慎,均将影响全局,影响到试验成果的可     

地质力学模型材料研究和若干试验技术的探讨

本文首先介绍了长科院地质力学模型材料研究的近况,并列举了七类不同性能的模型材料,然后对试验中遇到的若干模型试验技术如:模型材料各向异性问题;基础结构层面的剪切刚度、粘结力和渗透水压力的模拟;三维模型内部相对位移的量测等问题进行了讨论。最后就地质力学模型试验的发展趋势作了简单的评述,并提出了在离心机内进行地质力学模型试验方法的构想。     

水利工程模型试验量测技术的发展

分析研究了水利工程模型试验概况、水利工程模型试验量测技术和仪器设备以及水利工程模型试验量测技术的发展,提出了解决国民经济建设中大量工程技术难题所采取的手段和方法,为工程项目的规划设计和管理提供科学依据.     

水电站洞群模型试验中位移量测方法的研究

本文以双江口水电站洞群的大型三维模型试验为研究对象,为解决洞周围岩和边墙关键点微小位移的量测问题,在试验开挖过程中采用了数字照相变形量测技术和基于光纤布拉格光栅(FBG)的特殊棒式位移传感器,并研制了以高精度光栅尺为传感器的微型多点位移计监测做记录。经计算分析后,可获得洞室在加载与开挖过程中的洞室围岩和边墙关键点位移的变化过程与规律曲线。研究表明,本文提出的多种在洞周围岩和边墙关键点位移量测方法取得了良好的效果。     

土工离心模型试验

土工离心模型试验早在30年代美、苏两国已有萌芽,到70年代有了相当的发展,其原因是与大型或新型岩土工程(包括军事工程),如高土石坝、海洋采油平台、大规模港湾工程及地下工程的出现,以及量测技术高度发展,为高速运转的模型(如60m/s)的微小变化(如位移0.1mm)的量测提供了可行技术等有关。目前国内土工离心模型试验专门人才尚少。南京水利科学研究所对此项工作进行了探索,曾与有关单位协作,采用国内材料器件,因陋就简地设计研制出有关设备,在1982年进行了首次土工离心模型试验。     

弹性空间问题的完全试验解

一问题的提出用试验方法求解弹性体空间应力问题——表面和内部,不仅是工程实际的需要,也是发展计算理论的需要。长期以来,结构模型试验(电测)只限于表面应力,实质上是平面应力的量测。内部空间应力问题似乎一直没有得到解决。国外,Allen 在五十年代、Rocha 和汤浅昭在六十年代,都曾提到结构模型试验不能量测内部应力。七十年代初期,Fumagalli 在其结构模型试验专著中仍然没有在这方面取得进展。国内在五十年代,有的单位曾先后研究过,但进展也是十分缓慢的。     

混凝土坝位移观测资料分析方法综述

从大坝的安全管理的角度来看,位移观测是判断大坝是否安全的一种有效的宏观量测手段.一般大坝的位移观测有垂线、视准线量测,精密三角量测及引张线量测等方法,其中以垂线量测的精度为最高,且最简便,因此,在监视大坝安全上,这是一种常用的量测方法.大坝的位移观测值综合地体现了大坝在内、外各种因素作用下     

地质力学模型试验技术研究及工程应用

 针对在地质力学模型试验研究过程中存在的岩体材料相似模拟以及结构面相对位移测试问题,首先开展了不同性能岩体变形特性的相似模拟研究,试验结果确定了配制岩体模型材料的成分及其制备方法,得到了水泥、石蜡和机油是影响高、中、低性能岩体模型材料变形特性的控制性因素,提出了不同变模岩体材料采用不同尺寸的模型小块体进行精细化模拟。同时,采用应变测试技术,研制了用于获取结构面相对位移的测试仪器,测试时,用应变仪记录不同加载条件下相应测点的应变变化过程,再由埋设之前标定得到了位移和应变系数,即可得出位移变化过程。上述研究成果在小湾拱坝模型试验中的应用表明,所制备的模型材料以及结构面相对位移测试技术是满足模型试验要求的。     

水电站洞群模型试验中位移量测方法的应用研究

岩土工程物理模型试验是一种重要的工程稳定研究的模拟方法，与数值分析方法相比，除了能较好地模拟施工过程和对洞群稳定性的影响之外，更重要的是能够模拟出围岩破裂的形态和过程。但是许多制约因素使得这类试验难以达到预期效果，其中包括试验过程中物理量的量测问题。本文以双江口水电站洞群大型三维模型试验为研究对象，为解决洞周围岩和边墙关键点微小位移的量测问题，在试验开挖过程中采用了数字照相变形量测技术和基于光纤布拉格光栅(FBG)的特殊棒式位移传感器，并研制了以高精度光栅尺为传感器的微型多点位移计监测做记录。经计算分析后，可获得洞室在加载与开挖过程中的洞室围岩和边墙关键点位移的变化过程与规律曲线。研究结果表明：多种量测方法在洞周围岩和边墙关键点位移量测方面的应用和研究取得了令人满意的效果。     

葛洲坝水利枢纽二江电站厂房混凝土蜗壳三向有限单元法分析

关于混凝土蜗壳的结构应力计算,由于形体复杂,迄今只有近似的,不够完善的计算理论和方法。例如把复杂的空间蜗壳结构当作平面框架进行计算;或是在上述一系列径向框架外,又假定存在有一与之正交的水平环形梁,用结构力学方法根据二个系统相交点的位移相容条件求解位移及应力。也有将蜗壳分成几块,每块都视作与其实际轮廓相近的环形顶板和园筒组成的结构,按板壳理论计算。现有的结构整体模型试验,在消除模型初应力、加荷和量测手段上还存在着误差,也难     

单锚板桩结构码头离心模型试验研究

近年来板桩结构码头在国内得到广泛应用,为完善板桩结构码头的设计计算理论,本文采用土工离心模型试验模拟了2种前墙形式,即钢筋混凝土地连板桩前墙和钢板桩前墙,前墙挡土高度分别达18 m和21 m.试验量测了前墙、锚碇地连墙的弯矩,前墙海陆两侧和锚碇地连墙海侧的土压力,同时还量测了拉杆力及前墙、锚碇地连墙顶端的水平位移.试验结果表明,单锚板桩结构码头的性状与码头结构的变形密切相关,前墙挡土高度一定时,码头整体性状和各构件的内力均受前墙刚度的制约.     

水平荷载下底梁式全直桩码头横向荷载传递规律

针对常规内河全直桩高桩码头抵抗水平力差的缺点,提出了底梁式全直桩高桩码头结构,并对此结构进行了室内模型试验和数学模型试验.在室内模型试验中首先利用方程分析法和量纲分析法作相似分析,得到试验模型相似参数,然后通过一系列的前期土工模型试验对模型材料进行配制和选定,并在此基础上进行水平荷载作用下的码头结构-桩-土的试验.通过对比分析两种方法在水平荷载作用下结构的桩身位移、应变、弯矩和剪力,以及横梁和靠船梁的轴力,从而探讨结构的横向荷载传递规律.结果表明底梁式全直桩码头能较好地抵抗水平力的作用,可供同类工程设计参考.     

高土石坝离心模型试验技术研究

为探讨高土石坝离心模型试验技术，针对小浪底斜墙堆石坝的离心模型试验，选定模型率ｎ－２５０，模型箱尺寸Ｌ×Ｗ×Ｈ＝１１００×２０８×５００（ｎｍ）；采用准相似级配法制备试验用坝壳堆石料和地基砂卵石料；依据模型与原型抗弯刚度相似的原则，试验中用铝板模拟原型混凝土防渗墙；用标点法测量坝体位移，电阻应变计测量防渗墙的应变。本文是上述工作的总结，详细叙述了模型设计，材料的模拟技术与量测技术。     

土-隧道结构动力相互作用振动台模型试验中传感器位置的优选

基于有限元-无限元耦合分析模型,对软土地区地铁盾构隧道地震动力响应进行了分析,研究了不同地震动输入条件下地基-盾构隧道体系的加速度反应、位移反应和动应变规律,根据土-结构地震响应影响因素及特点提出了传感器的布置原则,明确了振动台试验中隧道结构的观测面位置及测点处的主要观测指标。结果表明:地基土对地震波的传播具有高频过滤、低频放大作用,地基中的加速度放大系数与埋深和加载波形有关;隧道结构动应力反应在与拱顶、拱底成30°圆心角附近达到最大,是应变量测的重点位置;结构不同高度处的加速度反应和接触土压力不同,沿结构高度布置传感器可量测各点动力差异及变化规律;观测面距离结构端部0.26D(D为结构宽度)处的端部效应可达13.58%,约为观测面距结构端部1D处的3倍,在选择主、辅观测面时应尽量远离结构端部1D。提出的量测方案为开展地铁盾构隧道振动台模型试验数据采集提供了保证,亦可为其他地下结构模型试验测点布置提供参考。     

大型浮体闸水工模型试验方法

根据浮体闸水动力量测要素的相似要求,详细分析水工模型试验所遵循的相似准则和设计试验方法,提出了双模型试验方法。基于工程安全和减小误差的原则,得出如下结论:浮体闸水力模型应按重力相似准则设计,以保证模型水流处于紊流阻力平方区,并且使模型浮体闸各部分质量分布与原型相似,结构振动模型在线应变比尺接近1的情况下可以独立地选取长度、弹性模量和密度比尺。简单介绍了模型浮体闸控制量测试验装置设计及测力传感器的布置方式。     

牛头山双曲拱坝整体稳定三维地质力学模型试验研究

介绍了牛头山双曲拱坝三维地质力学模型试验，包括模型设计、模型制作、加荷和量测等。试验给出了拱坝在正常蓄水位荷载作用下的位移场，测出了坝体、坝肩、断层出露处以及坝基内部断层各部位的位移，揭示了拱坝坝体和基础失稳前位移和裂缝发展的全过程及其破坏机理。对试验数据的综合分析，可以评价边坡的稳定性，并得到拱坝的整体安全度。