超短型水垫塘底板块上脉动上举力试验研究

基于瞬变流理论模型，本文在1:110的构皮滩工程超短型水垫塘消能布置的整体模型上，利用测力传感器详细地量测了不同泄流工况下，水垫塘底部不同位置处底板块上的脉动上举力，获得了脉动上举力的统计资料，分析了水垫塘底部不同区底板块的受力特征，为水垫塘底板块的设计与防护提供了科学依据     

在岩缝中脉动压力传播机理探讨

高坝下游挑跌水流在基岩缝隙内引起较强的压力动是造成基岩破坏的重要因素，本文根据脉动压力波的瞬变特征，利用瞬变流模型，论述了压力波在缝隙中的传播特性和瞬时上举力的成因，并提出计算可能最大上举力的方法。     

白山水电站水垫塘底板块脉动上举力试验研究

在1:35的白山水电站水垫塘消能布置的整体模型上, 利用测力传感器详细地量测了不同泄流工况下, 水垫塘底部不同位置处底板块上的脉动上举力, 获得了脉动上举力的统计资料, 分析了水垫塘底部不同区底板块的受力特征. 模型计算结果与基于瞬变流理论建立的预报公式计算结果十分吻合. 为水垫塘底板块的设计与防护提供了科学依据.     

脉动压力在消力池底板缝隙传播的瞬变流模型和渗流模型统一性探讨

消力池或水垫塘底板发生揭底破坏的主要原因是由于脉动压力在板块缝隙中传播，可能瞬时生成足以抵抗板块自重的脉动上举力，最终导致板块失稳破坏。本文针对脉动压力的两种传播模型，即瞬变流模型和渗流模型，分析其各自的优劣以及适用性，研究缝隙中脉动压力的传播机理。通过理论分析和数值模拟得出，这两种模型是内在统一的，但各自的适用性不同。瞬变流模型对缝隙严重堵塞情形或水力瞬变情形都适用。而渗流模型仅仅适用于缝隙中严重堵塞的情形。     

构皮滩水垫塘边墙衬砌块的受力分析

以瞬变流模型和随机信号理论为基础，在乌江构皮滩模型的水垫塘边墙上布置了五个测点，运用上举力量测仪量测板块所受的上举力．实验前对仪器进行了动态标定．量测了校核、设计、正常高水位下表孔单泄、表中孔联合泄洪共６种工况下衬砌块上的脉动上举力，得出相应的两个回归经验公式，为边墙衬砌块的设计提供了科学依据．     

用二维瞬变流方程分析缝面层中脉动压力传播规律

本文利用二维瞬变流方程探讨了高坝岩块底 部或水垫塘底板块底部脉动压力波的传播规律，并提出计算可能最大脉动上举力的方法和公式。     

缝隙中脉动压力传播模型的进一步探讨

高坝下游冲坑的形成发展以及水垫塘底板块的揭底破坏与河床岩石裂隙、衬砌底板缝隙中脉动压力的传播、叠加作用密切相关。缝隙中脉动压力的传播模型有渗流模型、振荡流模型以及瞬变流模型。理论分析证明:3种模型是从不同的动力分析角度研究脉动压力的传播规律,适用于不同的冲刷阶段,但3种模型从根本上是统一的。渗流模型适用于缝隙堵塞较为严重的情况;当缝隙贯通后,水力瞬变作用显著,产生脉动上举力,应用瞬变流模型进行分析更为合理;而当块体在坐穴中做随机振动时,适用于采用振荡流模型。     

水垫塘边墙板块上脉动上举力的量测技术与实验研究

目前，对消力池或水垫塘中底板块的脉动压强研究资料居多，对冲坑底部岩块上的脉动上举力研究资料甚少，而对边墙或边坡岩块上脉动上举力的试验研究至今尚为空缺。笔者介绍了水垫塘边墙板块上脉动上举力的量测技术，并通过某工程在１：１１０比尺水垫塘模型上当坝身泄洪时，对水垫塘边墙板块上的脉动上举力进行实验研究。     

跌坎消力池上举力特性试验研究

基于某水电站溢洪道消力池底板的稳定性分析,对跌坎消力池底板的上举力特性进行了试验研究。结果表明:跌坎高度比对消力池底板上举力有显著影响,适当增加跌坎高度可以降低消力池底板块上举力。由水力条件建立了底板块单位面积最大上举力的估算公式,根据估算得到的最大上举力可以计算底板稳定所需的锚固力;底板的脉动压力和单位面积脉动上举力基本呈线性关系,在数值上单位面积脉动上举力约为脉动压力的53%;底板脉动上举力和最大上举力基本呈线性关系,在数值上单位面积脉动上举力约为最大上举力的24%。     

高坝水垫塘底板上举力特性与预测方法

基于几个高坝水垫塘底板稳定性模型试验研究结果，给出了底板最大上举力经验预测公式以及上举力沿水流方向的分布范围．同时也得出时均上举力与脉动上举力大体上各占50％的结论．文中所述成果可用于类似工程水垫塘底板稳定性的评估．     

三峡水利枢纽溢流坝挑流基岩冲刷研究

本文介绍了作者采用能量计算法,放大岩块模拟试验法,以及量测冲坑底部脉动压强来估测冲坑稳定等三种方法,通过综合论证,求得了三峡大坝下游岩基冲刷极限深度值。结果表明:前两种方法所得各典型水位下的冲深值能相互验证,第三种方法能佐证第二种方法,因而说明所得的极限冲深值有较高的可信度。此外,本文在岩基冲刷问题研究方法上也具有较高的学术价值。     

挑流冲坑紊流场的二维数值模拟

利用代数应力模型对淹没冲击射流作用下的冲刷坑内紊流场结构进行了二维数值模拟。计算中采用贴体正交网格变换处理不规则的冲坑几何边界，用VOF方法处理自由水面条件对水流结构的影响。结果分析表明，采用的数值方法可行，计算结果合理，在此基础上，可进一步研究冲坑的消能机理和冲坑的动态发展过程。     

高坝挑射水流对岩石河床冲刷的研究综述

高拱坝大流量坝身泄洪几乎全部采用挑流消能方式，为此分析了国内外关于挑射水流对岩石河床冲刷的各种理论，并对高拱坝挑流消能冲坑深度预测、基岩冲刷的模拟方法、岩石冲刷破坏机理研究等问题进行了综述。同时提出岩石河床冲刷研究的关键课题。     

Scour due to rock sills in straight and curved horizontal channels

Scour characteristics and morphologies downstream of rock sills due to channel curvature have been analyzed at the hydraulic laboratory of the University of Pisa. Two series of experiments have been conducted. The first series included tests on scour downstream of rock sills in straight channel. Three different channel bends with different lengths were studied in the second test series. All experiments have been carried out in clear water condition. The results showed that the tailwater depth plays an important role on scour characteristics. In addition, it was experimentally proven that the stream curvature affects the morphology and the maximum scour depth, i.e., an increase of the bend radius causes a decrease in the value of the maximum scour depth. Finally, three scour morphology types have been distinguished. Useful empirical relationships have been proposed in order to evaluate the main features of the scour geometry.     

挑射水流对岩石河床冲刷的研究进展

高坝大流量坝身泄洪几乎全部采用挑流消能方式,分析了国内外关于挑射水流对岩石河床冲刷的各种理论,并对高拱坝挑流消能冲坑深度预测、基岩冲刷的模拟方法、岩石冲刷破坏机理研究等问题进行了综述.同时提出岩石河床冲刷研究的关键课题.     

热膜测速技术在挑射水流中的应用及高坝消能机理的研究

为探讨挑射水流在冲坑内的基本特征与消能机理，首次利用热膜测速技术量测定床冲坑中淹没射流的沿程时均流速和脉动流速分布，并同时量测沿坑底的压强场，给出入射区、冲击区和壁射流区３个子区的流速和压强的变化规律；计算坝面摩阻消能，空中扩散消能和冲坑水垫中紊动剪切消能３部分的消能效率。     

热膜测速技术在挑射水流运动特性及高坝消能机理研究中的应用

本文为探讨挑射水流在冲坑内的基本特征与消能机理，首次利用热膜测速技术量测定床冲坑中淹没射流的沿程时均流速和脉动流速分布，并同时量测沿坑底的压强场，给出入射区、冲击区和壁射流区三个子区的流速和压强的变化规律；计算坝面摩阻消能、空中扩散消能和冲坑水垫中紊动剪切消能三部分的消能效率。     

用岩块放大法模拟岩基冲刷的试验研究

 丹江口堰顶溢流坝下游河床,由于受基岩构造特性的影响,产生较大的冲刷。为了论证原型观 测成果,模型利用岩块放大法,采用4种不同粒径松散碎石的动床试验,对坝下游河床的冲刷, 进行了复演试验。试验表明:冲坑深度当模型动床碎石换算粒径比原型 冲坑冲出的块石粒径大,(约2.25倍)时,原型和模型能吻合,但冲刷坑的形状, 两者不尽相同。     

用岩块放大法模拟岩基冲刷的试验研究

丹江口堰顶溢流坝下游河床 ,由于受基岩构造特性的影响 ,产生较大的冲刷。为了论证原型观测成果 ,模型利用岩块放大法 ,采用 4种不同粒径松散碎石的动床试验 ,对坝下游河床的冲刷 ,进行了复演试验。试验表明 :冲坑深度当模型动床碎石换算粒径比原型冲坑冲出的块石粒径大 ,(约 2 .2 5倍 )时 ,原型和模型能吻合 ,但冲刷坑的形状 ,两者不尽相同     

基于二维裂隙网络模拟的岩块搜索与岩层追踪方法

脉动压力在岩石河床裂隙中的传播是导致大坝下游基岩冲刷破坏的主要原因之一。岩体裂隙网络作为水体的赋存空间,其结构特性决定了水流脉动压力波的传播规律。应用蒙特卡洛模拟方法,编译Fortran程序语言,模拟得出与天然岩体裂隙网络在统计上完全等效的、具有相似结构特性的仿真裂隙网络,实现管网线元和节点的自动编号存储。借助矩阵理论定义了衔接矩阵和回路矩阵,从数学意义上精确描述裂隙网络。提出了基岩冲刷破坏过程中,孤立岩块的自动搜索和逐层追踪的新方法。文中以10 m×10 m范围内的两组裂隙为例,依据裂隙网络的统计分布规律,通过蒙特卡洛模拟,给出由两组裂隙组成裂隙网络的模拟结构图以及块体逐层自动追踪的结果。研究结果为高坝下游基岩冲刷过程的模拟研究奠定基础。