坝体地震动水压力的计算法

简要介绍了考虑水库－大坝相互作用时，拦河坝地震动水压力的计算方法－有限富里叶变换法，利用有限富里叶变换求解出大坝迎水面地震动水压力的解析计算公式，并给出了算例。     

地震作用下拱坝--库水耦合振动动水压力分析

拱坝在地震作用下，受库水、基岩以及不均匀变化谷壁等的影响，动态特性十分复杂。尤其大型的高拱坝，振动频率底，径向变位大，库水对坝体振动的影响变得更加重要。本文结合小湾电站２９０米高拱坝，在考虑坝水流固耦合振动影响下，分析和计算了拱坝上游坝面承受的动水压力，并特别对自由表面重力波的影响问题、库底压力 的吸收问题、水体性的影响以及库水域的有效影响范围等进行分析。     

动水压力试验设备主体设计方案

许多水文仪器是在水下工作的,诸如采样器、转子流速仪等。众所周知,随着水深的增加,水的压力成比例地递增。如果水下作业的仪器在设计中没有采取一定的措施,使仪器具有良好的耐压及密封性能,就难以保证仪器的正常工作,但由于试验检测手段的限制,以往的仪器研制不是将此忽略,造成意外损失,就是花费大量人力物力去野外试验,或者使用简单的压力罐,从而不能较准确地反映仪器实际工作的情况。鉴于以上原因,并且考虑水文仪器研制中对高深度、高流速环境模拟     

关于动水压力的几个问题

水工建筑物泄洪时,下游河床会产生局部冲刷,主要是动水压力所致。本文根据试验研究成果,对动水压力计算,动水压力允许值;动水压力和冲坑关系以及水舌入水宽度等几个问题,进行了探讨,并给出有关计算方法和结果,可供工程设计及试验研究工作参考应用。     

考虑坝体柔性的重力坝坝面地震动水压力计算

为了准确模拟地震作用下重力坝坝面动水压力,采用比例边界有限元与有限元的无缝耦合理论,提出了一种考虑坝体和库底柔性的坝面动水压力计算方法。该方法采用比例边界有限元的理论,可仅离散坝水交界面实现半无限库水的高效高精度模拟,且能方便考虑库水的可压缩性以及库底和岸坡的吸收作用;采用有限元离散坝体结构,通过作用在大坝迎水面上的动水压力实现对大坝-库水系统的求解。算例计算结果表明,该方法计算得到的重力坝坝面动水压力与已有文献计算结果吻合较好;坝体柔性削弱了坝面动水压力;坝面动水压力随库底反射系数的减小而减小。     

考虑动水压力对心墙堆石坝地震响应的影响研究

根据动水压力对心墙堆石坝地震响应的影响问题,将上游坝体模拟为固液两相孔隙介质,用以固相位移和液相压力为基本未知量的Biot方程进行分析,建立了坝体-水体-地基耦合系统的动力反应分析模型.     

水库水位波动对动水压力滑坡稳定性的影响

为研究水库水位波动对不同渗透系数情况下滑坡稳定性系数的影响,文章以水库库区滑坡为例,基于饱和—非饱和渗流理论和有限元分析,模拟了库水位变化对滑坡稳定性的影响。结果表明:水库水位上升到160 m时,边坡稳定系数最大;水位下降到130 m时,稳定性系数最小,边坡的滑动段受到静水压力和扬压力的综合影响较大。研究结果为类似工程边坡治理提供参考。     

边界元法在非直立坝面动水压力分析中的应用

基于边界元法理论,建立了非直立坝面动水压力计算模型。通过算例验证了模型的正确性。计算结果表明,倾斜坝面动水压力小于直立坝面,坡面越缓,动水压力越小,最大值出现在距坝锺0.2倍坝高处,模型解答与Chwang解析解非常吻合,计算精度不受坝面倾角影响。     

两种动水压力模型重力坝地震动力损伤比较分析

采用基于位移格式的流体单元与弹塑性损伤本构的固体单元分析了坝体—水库耦合系统在强震下库水对重力坝的动力响应、坝体内部应力分布以及损伤的影响。对流固耦合模型与附加质量模型的坝体损伤分析结果进行比较发现,附加质量模型不仅对上游坝面的动水压力有放大作用,而且对坝体的其他动力响应,如位移、加速度,也有不同程度的放大作用。同时,附加质量模型对地震中坝体内部应力及损伤也有一定的放大作用。可见,流固耦合模型分析大坝—水库系统相互作用更接近现实情况。     

地震对海底悬跨管道动水力作用的实验研究

利用水下地震模拟系统,开展了刚性管道在地震作用下的水下模型实验,量测了管道周围流场的变化和管道表面的动水压力.基于Morison方程建立了地震作用下海底悬跨管道的动水作用力模型,按最小二乘原理得出管道的拖曳力系数C_D和惯性力系数C_(M°)通过对实测数据分析得出,雷诺数Re数和K_c数是影响管道受力的两个主要因素.分别对C_D和C_M随Re和K_c的变化趋势进行了拟合,得到C_D和C_M的定量表达公式.本次试验工况下,水深和悬跨高度对管道的受力影响不明显.     

大坝抗震分析中地震动输入方式研究

大坝、核电厂结构、桥梁等重要建(构)筑物的地震响应分析均要考虑结构和无限地基的动力相互作用问题。对一般文献中常用的3类地震输入模式的合理性进行了讨论,即等价惯性力地震动输入模型、基础边界地震动输入模型、与上部结构互动的地震动输入模型。研究结果表明,前两个模型忽略的条件较多,应用范围及受到一定的局限,准确性受到一定影响;而后一种模型既考虑了建坝对原自由场地震动的影响,又考虑了坝与无限地基动力相互作用的空间耦合及时间耦合的影响,具有较好的适用性及准确性。     

长兴岛围涂造地水动力环境响应数值模拟

长兴岛实施滩涂圈围工程对周边水动力环境具有一定的影响。为了研究其波及范围和影响程度,根据大量的现场监测资料,建立了长江口二维水动力模型,分别对围涂造地工程实施前后的潮流场进行数值模拟。分析表明:围涂造地对长江口的影响区域主要集中在围堤工程区东侧横沙通道下游、工程区南侧长兴南岸水道下游等局部水域内,对距离较远的水域基本没有影响,整体河势受影响程度较小。     

水电站进水塔动水压力研究和探讨

基于理想流体,将进水塔简化成水中悬臂梁体系,推导了其受迫振动时的动力响应方程,给出了进水塔内外表面动水压力的解析表达式。与有限元法、水工抗震规范公式计算结果进行了对比,分析验证了该方法在进水塔结构上的适用性及准确性。结果表明:动水压力表达式与结构振型密切相关。该方法的动水压力曲线趋势与有限元方法相似,均在水面以下某深度处迅速变大及达到最大值后曲线值减小弯回,两者最终在塔体底部收于相近的值;最大值大于有限元法,其最大值处曲线折回明显,幅度较大。弹性模量和进水塔高度对动水压力的曲线形态和数值有重要影响。同时,输入激励荷载的频率对动水压力影响巨大,尤其频率与进水塔某阶频率相近时会导致动水压力的异常增大。该方法对分析进水塔动水压力具有参考价值。     

土石坝振动孔压影响因素的研究

利用作者提出的土石坝三维非线性有效应力地震反应分析方法及相应计算程序，对土石坝振动孔压的一些影响因素进行了研究，结果表明：随地震加速度幅值、卓越周期和地震波形的不同，坝内孔压分布各异，故正确确定地震动参数很重要；考虑孔压消散和扩散与否所得出的孔压分布明显不同，考虑孔压消散和扩散的有效应力分析方法更切合实际，这对中等和高透水性的坝基和坝料尤为重要；边界排水条件不同，坝内孔压不同，故保证边界排水良好，可降低孔压，提高坝体的抗震稳定性.     

山区流域洪涝预报水文与水动力耦合模型研究进展

受人类活动及气候变化的影响,我国山区流域洪涝灾害频发,研制洪涝模拟及预报模型对于流域洪涝灾害防治及水环境综合整治具有重要的理论意义和应用价值。论文评述了洪涝模拟与预报使用的水文及水动力模型的优缺点,指出单一的水文或水动力模型的局限性。基于此,分析并比较了国内外已有的水文模型与水动力模型的不同耦合方式,包括水文模型与水动力模型的串联耦合、水文模型与一维水动力模型的动态单向耦合、水文模型与二维水动力模型的动态单向耦合。总结了各类耦合模型的优势和适用性,评价了已有耦合模型在计算精度、数值格式稳定性和计算效率等方面所取得的创新。论文探讨了流域洪涝发生和发展的水文过程与水动力过程的互馈机制,分析了水文模型与水动力模型新的耦合方法及可行性,介绍了水文与二维及一维水动力的动态双向耦合模型。动态双向耦合模型预期能更加真实地反映流域洪涝发生及发展物理机制,具有提高洪涝模拟预报精度和计算效率的潜力。各类耦合模型各有其自身优势,可以根据流域及城市防洪实际,选取合适的水文与水动力耦合模型,为山区流域洪涝模拟和预报提供技术支持。