基于伸缩步长法的高坝大库放空时间计算研究

放空可有效降低高坝大库的库水位,保障工程安全运行.高坝大库放空系统通常由多个泄流设施组成,突变形泄流曲线常见,常规方法难以合理地解决此类情况的放空时间计算问题.提出了以泄流曲线突变水位为控制,将泄流曲线分段,采用伸缩步长法离散各分段泄流曲线,基于离散水位区间水量平衡,推算高坝大库放空时间的方法.以某工程应急工况放空时间...     

不设主梁下翼缘的反向挡水闸门力学特性分析

针对反向或双向挡水平面闸门主梁下翼缘对闸门结构强度、刚度和稳定性影响的问题,采用材料力学法和三维有限元法对其进行探究。对反向挡水闸门主梁设置和不设置下翼缘两种情况分别进行了计算,并对两种情况下主梁的强度、刚度、稳定性(整体和局部)和经济性等进行了对比分析。结果表明,与设置主梁下翼缘相比,不设置主梁下翼缘的反向挡水闸门主梁强度提高16. 9%,刚度提高10. 3%,稳定性提高22. 7%,节省材料30%。建议修订完善闸门规范时应明确指出对于反向或双向挡水平面闸门,主梁横截面为双轴对称时可不设置主梁下翼缘。研究可为实际工程中不设置闸门主梁下翼缘可确保反向或双向挡水闸门结构安全提供一定的理论基础。     

灌区闸门量水试验研究

为了解决灌区闸门量水公式适用环境苛刻,量水精度偏差大的问题,在量水试验研究中引入自动控制技术,经过负反馈系统调节闸门开度。本文通过大量的数据统计,进行人工智能流态分析,将平均淹没深度与误差建立联系,寻找不同系数下的误差修正方法,同时也依据当前环境状态进行调整,最终将测量误差控制在5%以内。与传统人工调节方法相比,人工智能的引入增强了量水试验的工程应用性,同时提高了水工建筑物量水的灵活性和适用范围。     

多级挡水堰河道设计水面线的计算分析

结合工程实例,分析在河道中设置多级挡水堰情况下设计洪水位的计算方法,并对计算成果进行对比分析,为类似工程建设提供参考.     

灌区孔口闸门量水技术试验研究

基于灌区末级渠系量测水技术能力不足的现状,自主创新研制了一种适用于灌区节水管理需要,集闸门启闭可调、流量观测直观等多功能用途于一体的新型孔口闸门量水技术设施,对该技术设备量水原理、技术结构、试验运行等问题进行了研究分析。     

基于Workbench的泵站出口带拍门快速闸门结构研究

泵站出口快速闸门是重要的断流设备,它的结构安全直接影响到泵站机组的安全运行。本文研究的对象为带拍门的泵站出口快速闸门,利用有限元分析软件ANSYS workbench对闸门在设计水位挡水时全关状态上、下游面进行静应力和不同开度阶段的模态分析,探究闸门受力情况及前几阶模态阶数分布情况,为今后快速闸门设计提供参考,同时为日常运行管理、维护检修提供依据。     

灌区挡水闸门的过闸水流水力模型试验研究

为研究三屯河灌区泵闸设施不同底缘型式下挡水闸门运营可靠性,采用水工物理模型试验方法,对典型四种底缘方案开展了过闸水流水力特征分析。试验表明,闸门上、下游水位特征变化不受过闸流量影响,流态具有相对稳定性,但底缘前倾、圆弧底缘以及椭圆底缘三方案下水位在一定区段内具有波动,且过闸前、后水位变幅较大,底缘后倾方案下水位变幅较缓。底缘处各测点流速受过闸流量、底缘型式影响为一致,底缘后倾方案流速水平为最低,且随过闸流量变化稳定增长,而底缘前倾、椭圆底缘在较大过闸流量下,控流消能效果不佳,具有较大流速陡增特征。面板时均压强峰值均位于测点2#,底缘后倾方案下,闸门面板无负压现象,面板淹没面及防渗效果较优。基于模型试验结果,认为适配灌区挡水闸门底缘型式为后倾设计。     

基于DCS技术的水利枢纽闸门水电联合控制系统设计

传统系统输出控制信号时,其稳态误差的抑制作用较差,导致闸门启闭存在偏差.为此,设计基于DCS技术的水利枢纽闸门水电联合控制系统.硬件方面,基于DCS技术,布置系统分布式集中控制端,优化闸门开度传感装置,并配置PLC可编程控制器;软件方面,整定闸门开度检测数值,优化PLC闸门控制算法,抑制输出控制信号的稳态误差.搭建模拟平台,进行对比实验,结果表明,设计系统相比传统系统,在缩短闸门开启时间的基础上,降低了两侧开度偏差,同时提高了纠偏值,使水利枢纽闸门运行更加稳定.     

基于ANSYS-LSDYNA联合计算的冲击体作用闸门时动力响应特征分析研究

针对冲击荷载下供水工程中闸门动力响应特征,引入模态分析方程,模拟计算冲击体与闸门动力特征.研究结果如下:①获得了冲击过程中闸门能量特征参数演化规律,动能与内能变化趋势呈相反,动能在碰撞瞬间陡降,总能量持续为900 J;闸门能量传递首先在挡水面板系统,后发展至支臂结构.②研究了流冰体冲击碰撞破坏过程中等效应力变化,最大等...     

基于库盘变形的高混凝土拱坝变形分析方法研究

在常规混凝土高拱坝变形性态研究中,对远坝区库盘变形影响考虑不足,导致坝体变形计算结果与监测数值存在差异。通过建立大范围的库盘有限元模型,在研究合理建模范围的基础上,提出了库盘变形作用对坝体变形性态影响的分析方法。以某高混凝土双曲拱坝河床坝段为研究对象,联合库盘有限元模型和近坝区有限元模型模拟了库盘变形对坝体变形的影响。研究结果表明：当库区基岩岩性较差时,高坝大库工程的库盘变形对坝体变形影响明显,而且考虑库盘变形作用而得到的坝体变形值更接近实测资料。     

世界已建高坝大库统计分析

为了解和掌握世界范围内的高坝大库建设情况,统计全球已建成的特大型高坝大库资料。在此基础上,根据地区、坝型和建成年代对高坝大库有关特征进行分析,总结了世界高坝大库的地区分布规律、主要坝型和历史建设趋势,得出如下结论:世界高坝大库工程主要分布于亚洲、欧洲、北美洲;高坝的坝型通常是混凝土拱坝、堆石坝和混凝土重力坝,而形成特大水库的大坝多为混凝土重力坝、堆石坝和混凝土拱坝;高坝大库工程基本上建成于1945年以后,目前世界高坝大库的建设中心已转移至中国。     

深厚覆盖层上高心墙坝地震惯性力动态分布系数研究

对于强震区坐落在深厚覆盖层(深度超过50 m)上的高土石坝,通过拟静力稳定分析结果初步判定其抗震稳定性是抗震设计的主要内容,其中水平向地震惯性力沿坝基覆盖层至坝顶的动态分布系数是关键。然而,现行《水工建筑物抗震设计标准》(GB 51247—2018)中地震惯性力动态分布系数多基于坐落在基岩上的高土石坝的动力响应规律确定,现有动态分布系数忽略了深厚覆盖层和地震动强度对地震动传播规律的影响。因此,以坐落在深厚砂砾石覆盖层上150 m级高黏土心墙堆石坝为研究对象,结合现行土石坝设计规范和国内已建高土石坝实例,基于统计平均的方法确定了坝顶宽度、坝料分区、坝坡坡比、覆盖层材料的静、动力特性等关键参数,深入探讨了150 m级高黏土心墙堆石坝在小震(0.1 g)、中震(0.2 g)和大震(0.4 g)规范谱地震动作用下不同深度砂砾石料覆盖层的动力响应分布规律,进而总结归纳出不同深度覆盖层下150 m级高黏土心墙堆石坝的水平向地震惯性力的动态分布系数,将其引入到拟静力法稳定分析中,最后基于最危险滑动面和最小安全系数与现行规范所得结果进行对比分析。研究结果表明,小震(0.1 g)和中震(0.2 g)下采用文中推荐的考虑深厚覆盖层和地震动输入强度影响的水平向地震惯性力动态分布系数时将得到更符合工程实际的评价结果。研究成果可为深厚覆盖层上的高土石坝抗震设计提供参考依据。     

考虑淤沙影响的高拱坝水库水温数值分析

本文考虑高拱坝水库淤沙的影响,采用热流耦合方法对水库立面二维水温数学模型进行数值分析,探讨高拱坝水库水温的分布规律。在此基础之上,分析了水库水温分层的形成过程及原因,并重点探讨了淤沙对高拱坝水库水温以及运行期应力的影响,对比分析了水温的规范算法、实测值和本文数值计算方法之间的差别,并对规范的水库水温计算方法进行了评价。二滩水库的数值计算结果表明,在1 060m高程以下,考虑淤沙的影响更接近实测的水温结果,而按照规范方法计算的水库水温边界条件,具有较大的安全裕度。     

高混凝土坝考虑水表面张力影响的水力劈裂研究

水力劈裂是200m以上高混凝土坝、高碾压混凝土坝需要重点关注的安全隐患。为深入研究高混凝土坝的水力劈裂机理,研发了一种新型混凝土高压水劈裂试件,利用该试件进行了相同条件下水力劈裂及气压劈裂对比试验。研究表明,在静态加压条件下,混凝土发生破坏的水力劈裂水压显著大于气压劈裂的气压,混凝土断裂过程区中水的表面张力对裂缝扩展有抵抗作用。基于试验,提出了水表面张力抵抗劈裂作用的表达式,利用混凝土断裂力学中的裂纹尖端应力强度因子法,构建了考虑水表面张力作用的混凝土水力劈裂模型,该模型计算结果与试验结果吻合良好。应用水表面张力模型分析200m级重力坝水力劈裂影响,可进一步改进考虑高压水劈裂的特高混凝土坝设计。     

基于变形加固理论的高拱坝坝踵开裂分析

本文运用变形加固理论从变形稳定的角度来研究高拱坝坝踵开裂问题。变形加固理论揭示了加固力、自承力、外荷载、结构稳定性、变形之间的内在关系，指出在给定荷载下，结构出现不平衡力的区域为破坏先导区域，为抑止破坏所需加固力就是不平衡力的反向力。研究指出，拱坝坝踵区为不平衡力集中区，分析坝踵区不平衡力的分布和方向将有助于认清坝踵开裂模式，不平衡力的大小可以作为坝踵开裂的评价指标。文末以小湾拱坝为实例进行了计算。     

天荒坪电站上水库坝体高含水量土料填筑施工

天荒坪电站上水库的坝体填筑施工中，为充分利用库区开挖料，设计中考虑在南库底采用以强风化为主的全强风化土产进行填筑；主坝和北副坝下游、西副坝、西南副坝填筑，采用全强风化土料。由于全风化土料含水量高，且受该地区多雨、多雾等因素的影响，给施工带来一定难度；经过施工、设计、监理等单位的共同研究和现场试验，在施工中采取了和种有效措施，使土坝填筑得以顺利进行，并保证了工程质量。文中介绍的有些经验，也值得类似水     

高海拔高地应力区深斜井扩挖技术

布仑口—公格尔水电站地处高海拔、高地应力区,其引水斜井是目前国内已建和在建中倾角最大的深斜井之一,工程施工难度大,存在很多不安全因素。斜井工程采用先开挖施工导井,然后进行扩挖施工的方案。通过技术研究,改进并使用了自下而上全断面钻孔爆破的斜井扩挖施工方法,保证了斜井的施工安全、质量、进度和经济性,引水斜井顺利贯通。     

近断层脉冲型地震动对深厚覆盖层上高土石坝动力响应的影响研究

近年来,近断层地震动引起了工程界的密切关注,水工方面的相关研究主要集中在混凝土重力坝,对高土石坝的研究甚少,尤其是近断层脉冲型地震动的影响尚不明确。因此,结合我国西部强震区一些已建和拟建在深厚覆盖层上的高土石坝,开展脉冲型地震动对高土石坝抗震安全的影响研究是十分必要的。采用弹塑性本构模型进行有限元计算,对比分析脉冲型与非脉冲型地震动作用下大坝的动力响应。结果发现,脉冲型地震动对深厚覆盖层上高土石坝的加速度响应有一定影响,并使坝体在极短的持时内产生较大的坝体变形,不利于大坝安全。因此,建议在强震区、深厚覆盖层上修建高土石坝时,将近断层脉冲型地震动作用下的大坝抗震安全评价作为一个关键环节。     

泸定水电站坝基高水头深厚覆盖层帷幕 灌浆施工技术研究

泸定水电站库区地基帷幕灌浆在深厚覆盖层内进行,通过采取一系列针对性措施,克服了钻孔涌水、覆盖层成孔工效低及承压条件下灌浆施工等难点,保证了工程的顺利推进,达到了预期的施工效果。该工程特性、难点及处理措施对今后高水头下深厚覆盖层灌浆工程施工具有一定的参考价值和借鉴作用。