基于XFEM的渡槽单向地震动作用下裂纹开展分析

以排架渡槽为研究对象,建立了基于ABAQUS平台的扩展有限元法的二维橡胶支座排架渡槽线弹性计算模型。计算了不同地震波激励下渡槽结构的裂纹开裂扩展及在动态变化循环过程中渡槽结构的等效应力,对比分析了不同地震波作用下渡槽结构的裂纹开裂范围及损伤程度。研究结果表明:XFEM能够较好地模拟渡槽结构的裂纹开裂和扩展情况;连梁与排架柱节点以及排架柱底部是排架渡槽的抗震薄弱部位。     

渡槽设计中的几点体会

运行了几十年的渡槽往往会出现混凝土老化、开裂漏水等病危状况，结合对几个渡槽工程的质量检测，谈几点设计体会。     

预应力混凝土连续箱梁渡槽横向结构设计

为解决预应力混凝土(PC)连续箱梁渡槽结构设计中，槽身横向受力分析不准确导致腹板、底板容易发生开裂的问题，结合南流江渡槽工程，基于框架分析法建立作用在若干个弹性支承上的PC连续箱梁渡槽横向框架力学模型，采用箱梁全截面纵向抗弯刚度计算横向框架的总支承刚度，再根据箱梁各构件的抗弯刚度进行分配，由矩阵位移法求解渡槽横向内力。研究了不同纵向位置和不均匀支承刚度对PC连续箱梁渡槽横向受力的影响，采用极限状态法建立了PC连续箱梁渡槽横向结构配筋设计方法，完成了渡槽横向结构设计。最后通过建立渡槽实体有限元模型进行对比分析，验证了弹性支承框架法对PC连续箱梁渡槽横向受力分析的适用性和准确性。     

大型渡槽温控防裂技术及发展趋势

介绍南水北调工程大型渡槽在材料性质、结构设计、施工措施等方面温控防裂的基本经验;针对渡槽薄壁结构的特点,阐述短期温度应力和温湿耦合作用下渡槽的开裂机理;从温度监测、温度场实时仿真和预报、早龄期混凝土开裂风险预报、施工信息平台搭建、限裂设计下渡槽混凝土温控标准制定等方面探讨渡槽温控防裂的发展趋势。     

沙河U形渡槽预应力张拉试验研究

南水北调中线工程沙河渡槽为预应力渡槽。为了掌握预应力渡槽施加预应力后应力损失情况，于渡槽正式架设前，在施工现场建造了预应力锚索张拉试验台，对渡槽纵横向预应力锚固情况进行了测验与分析。介绍了张拉台的设计方案、测验过程及改进测试精度的措施。通过试验，获得了锚索孔道摩阻系数、锚固回缩损失、锚圈口锚力损失等重要参数，为设计和施工提供了依据。     

霸王河渡槽替代工程设计方案探讨

霸王河渡槽已投入运行37年,目前槽身碳化严重,存在多处损毁、开裂、锈蚀、漏水等不利情况。渡槽的运行存在安全隐患,为保障其正常、安全输水,对渡槽进行改造是十分必要的。鉴于霸王河渡槽不能长时间停水保养的实际情况,应修建霸王河渡槽的替代工程。本文提出了重力墩预应力槽箱简支方案、重力墩预应力T梁简支方案、拱式方案以及倒虹方案,从工程布置、施工工艺、施工难度、施工工期及工程投资等评价指标进行分析,综合考虑决定采用倒虹方案。     

U形和矩形渡槽温度应力对比分析

目前国内对渡槽结构的温度应力分析较少,大部分温度分析借鉴于箱形梁桥的温度应力分析方法,但二者有较大的不同.结合U形和矩形渡槽的实际模型,采用三维有限元方法仿真分析了渡槽运行期温度场和应力场.结果表明:U形渡槽和矩形渡槽温度应力大体相当,U形渡槽最大应力产生在横截面方向,矩形渡槽最大应力产生在竖直向,冬季工况比夏季工况危险,应防止渡槽开裂.     

克孜河渡槽运行期温度应力耦合分析

渡槽在运行期时水泥水化热已经基本消失,结构处于较稳定温度状态,由于外界气温变化会引起渡槽内部的温度应力变化,同时在日照、环境温度变化和骤然降温时会引起结构内外温差与温度应力变化。为了有效防止渡槽在运行期混凝土槽身开裂,造成不必要的损失,通过三维有限元软件建立克孜河渡槽三维模型,模拟渡槽运行期温度、应力分布规律。结果表明:运行期温度应力较大,通过在渡槽外壁采取保温措施,有效的改善了槽身的应力状态,可为今后渡槽设计提供设计依据。     

矩形渡槽运行期人工模拟环境抗裂性能试验研究

针对已建渡槽运行期普遍出现的间接荷载作用下的裂缝问题,在人工气候模拟环境下开展单厢钢筋混凝土矩形渡槽模型试验研究,通过测量瞬态温度变化时空槽、通水两工况下的混凝土温度、应变的变化,分析矩形渡槽模型温度、应变规律及开裂风险区域。结果表明：空槽工况下渡槽的内外表面混凝土为开裂风险区域,通水时外表面及水位上方的内表面混凝土为开裂风险区域;降温前裸露部位应采取保温措施。     

桁架渡槽杆件和底拱板开裂的处理

行架拱渡槽始建于70年代，在全国各省水利工程均有应用的范例，尤以山东省水利工程上应用的较早，其类型和数量也较多．该工程具有结构轻巧、整体性强、反力较小等突出优点，20年来运用基本正常，但也存在一些共性问题，主要是渡槽杆件和糟身底拱板均已开裂．本文以渠区一座下承式行架拱渡槽为例，采用J·L－90A厚浆胶乳防水涂料与土工布复合使用进行处理，达到了预期效果．1工程概况渡槽位于米山水库东灌区干渠渠首，横跨水库溢洪道，全长96m，设计流量为12m‘八，共设4孔，每跨20m，简支于浆砌石墩台上，下弦杆横断面为0．28mX02m．每跨…     

漕河渡槽裂缝成因及温控措施

对南水北调中线京石段应急供水工程中的漕河渡槽的裂缝成因、防裂措施进行了阐述.分析结果表明,采用骨料冷却技术、水管冷却技术、保温措施等具有良好的降低温度应力的作用,既可以有效地防止在施工早期和后期出现温度裂缝,亦可为类似工程提供借鉴.     

杜拉纤维混凝土在渡槽工程上的应用探讨

纤维混凝土技术应用于渡槽的防渗抗裂,其性能明显优于普通混凝土。为此,以某水库灌区应用实例,探讨杜拉纤维混凝土的功能及作用机理,实际应用效果表明：该技术成熟,投资省,质量有保证,可显著提高渡槽混凝土的变形能力和耐久性,防护效果好。     

五强溪船闸裂缝稳定性非线性模型分析

本文通过多非线性优化方法,对五强溪船闸的裂缝开度监测资料进行统计分析,着重讨论了水位和温度效应对船闸开度的影响机理,并且建立了开度的统计模型,通过非线性拟合的方法分离了水位效应和温度效应对开度的影响度,明确了运行水位是影响船闸开度的首要因素,且温度变化也会影响缝开度变化,进而影响水压作用效果。最后结合对监测资料的分析,指出五强溪船闸在EL.108 m水位以下运行是安全的,但应加强观测,一旦观测结果出现异常或趋势发生变化,应限制运行,进行分析并考虑加固。     

高分子复合材料在汾河灌区裂缝修补中的应用

本文针对汾河灌区一座运用 40余年的大型钢筋混凝土渡槽工程出现底板裂缝问题 ,对采用高分子复合材料(环氧树脂 )进行处理的工艺、所运用材料性能及配比、施工工艺、需注意事项、运用效果等方面进行介绍。     

Investigating effect of water level variation and surface tension crack on riverbank stability

During high flow season, the rise and fall of river water level could induce riverbank instability and threaten structural safety of flood-protection facilities on floodplains. Through a flume experiment, this paper investigates the influences of three factors (namely, drawdown rate of river stage, initial water elevation, and riverbank slope angle) on riverbank stability due to the fall of river water level. From the laboratory experiments it was observed that tension crack appeared in all riverbank failure cases and all failure patterns were of planar type. Moreover, this paper presents a riverbank stability analysis model that explicitly incorporates the integral effect of all forces acting upon the failure plane and tension crack. The prediction accuracy of the proposed model is examined by using experimental data obtained in this study and field data of the Hotophia Creek in the USA and the Sieve River in Italy. A comparison of model simulation results with and without considering tension crack clearly indicates the importance and necessity of including tension crack for achieving good accuracy in riverbank stability simulations. For practical application of the improved riverbank stability model, two empirical formulas for estimating tension crack location and failure plane angle were examined and modified to enhance their appropriateness in riverbank stability simulation. Finally, the improved model with the modified empirical formulas was verified to show its good prediction in riverbank stability analysis.     

Comparison between wave generation methods for numerical simulation of bimodal seas

This paper describes an investigation of the generation of desired sea states in a numerical wave model. Bimodal sea states containing energetic swell components can be coastal hazards along coastlines exposed to large oceanic fetches. Investigating the effects of long-period bimodal seas requires large computational domains and increased running time to ensure the development of the desired sea state. Long computational runs can cause mass stability issues due to the Stokes drift and wave reflection, which in turn affect results through the variation of the water level. A numerical wave flume, NEWRANS, was used to investigate two wave generation methods: the wave paddle method, allowing for a smaller domain; and the internal mass source function method, providing an open boundary allowing reflected waves to leave the domain.The two wave generation methods were validated against experimental data by comparing the wave generation accuracy and the variance of mass in the model during simulations. Results show that the wave paddle method not only accurately generates the desired sea state but also provides a more stable simulation, in which mass fluctuation has less of an effect on the water depth during the long-duration simulations. As a result, it is suggested that the wave paddle method with active wave absorption is preferable to the internal wave maker option when investigating intermediate-depth long-period bimodal seas for long-duration simulations.     

中平水电站引水渡槽槽身砼施工

中平水电站引水渡槽是广西目前最大的"U"型渡槽.分析了渡槽的特点,论述了槽身砼现浇的施工方法、工艺流程及要求,总结了施工中的质量控制要点,并对类似工程施工提出改进设想.     

泥石流坝后侵蚀坑内部边坡规律实验研究

侵蚀坑内部边坡的大小决定着侵蚀坑的形态和发展,研究侵蚀坑内部边坡的变化规律可为合理估算冲刷范围提供依据.通过室内水槽实验观测,侵蚀坑纵剖面坑内坡度总体表现为上游坡较下游坡陡,并且随着水槽原始坡度以及沟床组成物质的变化而变化.对于具有相同级配的粘性砂和无粘性砂,粘性砂的侵蚀坑坑内坡度较无粘性砂的要陡.定义侵蚀坑上下游出口与其最深点连线的倾角为侵蚀坑坑内上下游坡度,通过对实验数据进行回归分析,建立了侵蚀坑坑内坡度与泥沙的水下休止角以及沟床原始纵坡之间的定量关系.     

游泳水槽的气泡运动规律及去除方法研究

游泳水槽作为一个先进的工具，可有效地提高竞技游泳水平。目前游泳水槽建造技术尤其是对水流的控制技术已趋于成熟，但水槽内的气泡将会影响对运动员技术动作观测和图象解析，并对运动员游泳姿态测试、分析和改进带来困难。本文通过对游泳水槽结构及水槽中水流流动状况分析得到了气泡产生的主要原因，并研究了气泡运动的规律，提出了减少气泡产生的合理方法以及去除气泡的合理设计，为现有的游泳水槽改进提供良好方案，为今后自主设计先进的游泳训练用水槽提供技术支撑。     

陡坡U型渠道量水槽适宜收缩比研究

为了找到对坡度大于1/200的U型渠道量水槽较为适宜的收缩比,以椭直形量水槽为研究对象,选择4种规格、6种坡度的U型渠道,设计7种收缩比开展了灌区田间试验。基于量纲分析法推求相对流量和相对水深的函数关系,并结合田间试验数据拟合出量水槽的流量公式,对比分析了量水槽的测流精度、佛汝德数和壅水高度。结果表明：坡度大于1/100时,量水槽无法测流;对于坡度在1/200～1/100之间的U型渠道,当量水槽的收缩比控制在0.550～0.580时,槽前佛汝德数均小于0.5,测流精度较高,平均相对误差为2.22%,最大相对误差为5.0%,槽前最大壅水高度为16.6 cm,不影响渠道的正常运行。研究成果可为陡坡U型渠道量水槽选择适宜的收缩比提供参考。