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。     

脉动压力在板块缝隙中传播衰变机理研究

探讨高坝下游水垫塘内脉动压力在底板缝隙水介质中的传播机理,分析缝隙粗糙程度及堵塞程度对脉动压力传播的衰变影响,进一步阐明脉动压力在水垫塘底板破坏中的作用。基于一维瞬变流模型和特征线法,同时考虑缝隙通道的阻滞作用,对脉动压力在缝隙中的传播进行数值模拟,得出单体板块入口端瞬时感应到低频余弦脉动压力干扰波、出口端分别为盲端和自由端时,不同堵塞系数下底板缝隙中点处的点脉动压力时间过程。分析得出:缝隙中点处的脉动压力是由低频干扰波和由于缝隙中类似于水击的水力瞬变引起的高频波的叠加。受缝隙通道阻滞作用,脉动压力的高频脉动分量在短时间内迅速衰变,时间过程曲线趋于与干扰波同频率的余弦曲线。     

葛洲坝护坦新旧混凝土粘结面水压力分布规律研究

葛洲坝护坦底板修补材料极易被高速水流冲蚀破坏,影响大坝安全稳定运行。根据护坦底板新浇筑材料与旧混凝土粘结面缝隙脉动水压力的分布规律,建立了接触面缝隙脉动压力传播的两个阶段即渗流和瞬变流阶段的数学模型,并对实际工况进行了模拟计算。结果表明,闸室底板粘结面水压力在渗流条件下,沿程各点脉动水压力频率与尾部的原生脉动压力频率保持一致,沿程各点脉动水压力振幅与x/L成正比;在瞬变流条件下,粘结面中部点的脉动水压力由与尾部点原生脉动压力相似的低频脉动和间杂在整个过程中的高频脉动组成;沿程阻力系数对缝隙水压力的影响主要体现在对高频脉动的削弱;渗流条件下其振幅沿程增大,在瞬变流条件下,各点脉动压力振幅沿程分布变化不明显。修补材料粘结面的疲劳破坏属于应力疲劳,修补材料整体揭底冲毁为其中的破坏形式之一,整体揭底破坏与新旧材料之间粘结面疲劳损伤关系密切。     

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。     

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。     

在冲坑底部岩块上脉动上举力的实验研究

本文以瞬变流模型为基础，在三峡溢流坝断面模型冲坑底部，详细地量测了不同尺寸岩块上的脉动上举力，获得脉动上举力的统计资料，验证了瞬变流理论的分析成果，为探讨基岩的冲刷机理和水垫塘内混凝土底板块的设计提供了科学依据。     

岩石裂隙中水流脉动压力传播的数值模拟

为了分析网络结构对裂隙水体内脉动压力传播规律的影响,引入蒙特卡罗模拟方法,通过数值模拟得到与天然裂隙网络在统计上相似的仿真裂隙网络,以此作为裂隙水的赋存空间,建立一维瞬变流模型,对脉动压力在裂隙网络中的传播进行数值模拟,得出裂隙水中脉动压力传播的非定常时间过程,以及裂隙网络中压力脉动强度的空间分布云图。模拟结果表明,岩体裂隙网络中脉动压力的传播具有显著的各向异性,裂隙中各点的瞬时脉动压力是由该点所衔接(尤其是直接衔接)的裂隙线元的水力瞬变作用以及裂隙入口干扰源、裂隙末端反射源三者共同作用的结果。     

脉动水压力沿缝隙传播的试验研究

利用自行设计的专门实验设备，对脉动压力在缝隙中的传播规律进行了实验研究。结果表明，1) 缝隙内水体流动系受进口边界条件控制的流动；2) 缝隙末端开口时，缝隙中脉动压力振幅沿程减小；3) 缝隙末端封闭时，缝隙内脉动压力振幅沿程增加；4) 缝隙中的脉动压力在传播过程中均出现倍频放大现象。     

岩石河床在冲击水流脉动压力作用下的解体破坏机理

考虑高坝下游岩石河床的裂隙结构特性,分析河床岩体解体破坏以及冲坑形成的物理机理。根据经验公式和理论推导给出动态河床上脉动压强的分布规律,基于河床逐层破坏假定,应用蒙特卡洛方法模拟生成基岩仿真一维裂隙网络,沿各网络裂隙线元建立一维瞬变流模型,对高坝下游冲击射流作用下非恒定脉动压力波在复杂裂隙网络内的传播过程进行数值模拟。应用孤立块体逐层自动追踪方法,分析裂隙岩体的解体破坏机理、孤立岩块的瞬时动力力学特性以及岩石河床的逐层破坏过程,提出岩块稳定性判据以及冲坑极限深度的评估方法。     

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     

南水大坝渗流基流下包线的确定

大坝渗流基流是反映大坝渗流性态的重要指标之一 ,文章结合南水大坝渗流实测资料 ,采用多种模型和方法对大坝的渗流基流进行了分析 ,并根据模型分离结果推求了坝体、坝基和两岸绕坝渗漏基流下包线的表达式 ,进而分析和评价南水大坝的渗流状态。     

基于GAMLSS-GLO及随机森林算法的土石坝渗流监测模型

根据土石坝渗流原型观测,厘清水位、降水等因素的影响,模拟大坝渗流的真实状态,合理评估其渗流监测结果,是土石坝安全监控亟待解决的关键问题。基于此,根据数理统计原理,采用随机森林算法构建无降水条件下渗流量与上下游水位的回归模型;考虑渗流量受前期累积降水的综合影响,引入广义可加模型（GAMLSS-GLO）,模拟降水影响下土石坝渗流监测值的波动区间,并将其与渗流-水位回归模型叠加,预测土石坝渗流监测的可靠区间;最后,将该方法应用于糯扎渡心墙堆石坝的渗流监测。结果表明：所提模型方法对渗流的水位、降水响应表现出良好的适用性,显著提高了渗流模拟预测质量。同时求解了渗流量置信区间,有利于土石坝的运行工况判断及安全监控。     

基于数字模型的缝洞型油藏流体流动模型研究

利用充填溶洞的数字模型,建立了以Navier-Stokes方程为控制方程的N-S模型,模拟溶洞内流体的流动,并将模拟结果同渗流模型进行了对比分析.得出结论:溶洞内流体流动为层流时,可以利用达西渗流模型进行近似模拟,过渡流或紊流时,则可用Forchheimer非线性渗流模型近似模拟.对于溶洞内部流体的流动,N-S模型的模拟结果同渗流模型的模拟结果是类似的.这说明,缝洞流同渗流在本质上是统一的.这种统一性,可以利用管流理论进行解释.     

均质土坝非恒定渗流模型试验

该文对不透水地基上的均质土坝模型,在线性变化水位边界条件下的渗流流态和特性进行了实验研究。测定了非恒定渗流过程中坝体内浸润面的变化过程和压力水头的变化,通过对实验数据的分析,得出了非恒定渗流在水位变化过程中的物理力学特性。该实验对江河堤坝在洪水涨落期间的坝体内渗流场变化的研究有较高的借鉴价值,同时为渗流数学模型的可靠性和准确性提供了最直接的检验数据。     

裂隙岩体渗流研究中的同位素示踪模型

总结了同位素示踪方法在裂隙岩体渗流研究中的应用，分析了单孔点稀释模型，双井模型及二维交叉裂隙渗流模型的优，缺点，提出了需要进一步研究的问题。     

基于分形理论的非饱和土多相流相对渗透系数模型

相对渗透系数是描述非饱和土水力特性的重要参数之一,然而在传统非饱和土相对渗透系数研究中着重研究了湿润相的渗流特性,而非湿润相的渗流特性研究较少。为研究非饱和土壤多相流运移特征,将土壤孔隙简化为一簇服从分形定律的迂曲毛细管,通过建立液相与气相在多孔介质中的输运特征模型,结合Young-Laplace方程与Buckingham-Darcy定律得到了非饱和土的液相与气相的相对渗透系数模型。该模型仅包含2个参数,其物理意义明确且均可通过试验测得。最后通过8组试验数据对提出的模型进行验证,结果表明提出的模型可较好地描述非饱和土多相渗流特征,验证了其合理性与适用性。     

青海省桥头电厂河子沟灰场拦洪坝粘滞流模型试验分析

本文采用粘滞流模型试验对青海桥头电厂河子沟灰场拦洪坝设计方案进行了论证，分析了多种防渗条件下的渗流场特点，提出了满足工程运作的既经济又合理的建议。     

BASIC EQUATIONS AND WAVE THEORY OF GAS-LIQUID TWO-PHASE TRANSIENT FLOW

This paper is aimed at a systematic discussion on the basic equations for two-phasetransient flow and the theory of pressure waves and interfacial waves.The characters of the ba-sic equations have been analyzed.The formulas for wave speed of pressure and interfacial waveshave been derived.It has been proved that various mathematical models can be unified by theproposed integrating model and various wave speed formulas can be unified by the derived uni-versal formula.The basic equations for the separated flow model are ill-conditioned because ofthe unreasonable neglect of the pressure differences between the phases and the interfaces.Driftflux model can improve the accuracy if some additional equations are provided.However theymust be carefully chosen.The basic equations for homogeneous flow model are well-conditionedand they can be used in two-phase transient flow,especially in the cases of no velocity slips be-tween the phases.     

堆石坝心墙与防渗墙不同联结方式抗渗性能的试验研究

为了解堆石坝沥青砼心墙与防渗墙联结接头的抗渗性能,采用平面平行渗流模型,研究了在各种工况下,硬、软接头联结方式的接缝抗渗安全性。结果表明：硬、软两种接头方案均满足抗渗性能要求。硬接头构造简单,施工方便,接缝有效抗渗长度较软接工;软接头能较好适应地基不均匀沉陷,减小心墙和防渗墙结合部的应力集中。又以平面轴向流渗流模型作为校核模型试验,所得试验结果应用复变函数理论将其“化引”为平面平行渗流状态下的结果     

地下水运移的物理模拟实验方法研究

地下水运移的物理模拟是用相似的模型再现渗流动态和过程的实验方 法，不仅能够模拟解析法难以求解的复杂问题，而且可以直观地观察地下水渗 流场及可能出现的物理现象。对地下水运动的研究及地下水水资源正确评价具 有重要意义。