连续直墙式和斜墙式消力坎对比试验研究

如何有效地解决下泄水流的消能防冲问题是当今水利界较为关注的问题之一.通过对在一定水流条件下直墙式和斜墙式两种坎的消能情况所做的细致的单项试验研究,对比不同形式的消力坎的消能原理和消能效果做了一些初步探讨,证明了不同角度的斜墙式消力坎,坎的倾角越大,消能率越大,同时对下游的冲刷也要比直墙式消力坎严重.采用直墙式消力坎的消力池在下游水深较小时即能产生较强水跃,而采用斜墙式消力坎的消力池只有在下游达到跃后水深后才能产生稳定水跃.     

坎深和入池角度对跌坎型底流消能工水力特性影响的试验研究

采用水力学试验方法,对跌坎型底流消能工的水流流态、时均动水压力分布以及临底流速进行了分析.并对影响消力池水力特性的跌坎深度和水流入池角度进行了研究.研究表明跌坎型底流消能工能有效改善消力池内的水力学指标,但跌坎深度和水流入池角度对其影响较大.因此,如何确定消力池的跌坎高度和水流入池角度是进行消力池设计的关键.     

低鼻坎消力戽在低水头工程中的应用

通过阐述低鼻坎消力戽消能方式的原理,结合工程设计实例,提出在低水头低佛努德数的水利工程中,采用低鼻坎消力戽代替常规消能方式消能具有明显的经济性、实用性.     

双曲拱坝坝顶表孔泄洪消能布置试验研究

为了解决某水电站碾压混凝土双曲拱坝的泄洪消能与下游冲刷问题,采用1∶60的水工整体模型对其泄洪消能布置进行了深入的试验研究,通过方案优选,最终确定中孔采用滑雪道式溢洪道,两边孔采用新型折流器实现了高低坎水流碰撞消能、横向扩散碰撞消能;最大限度地增加了落水面积,充分利用下游河道水体消能,使冲刷深度由原来的30 m左右减至18 m以内,从而较好地解决了该坝的消能冲刷问题。该试验提出的布置方式和消能工可供类似工程参考。     

燕尾挑坎近端水流挑射特性试验研究

通过物理模型试验,对不同来流条件下燕尾形挑坎近端水流挑射特性进行了研究,分析了挑坎前的断面平均流速、断面水深对近端水流挑射特性的影响,获得了近端水流挑射特性,尤其是近端水流出射角的变化规律。结果表明：燕尾坎近端水流出射角随断面流速降低而减小;随出出挑断面水深增加而减小。并由上述影响因素,分析了出口断面佛汝德数改变对内缘水流出射角的影响,得到了计算燕尾坎内缘水流出射角的经验公式,依据计算的水流出射角,采用自由抛体空中运动原理得出的内缘抛距与试验结果符合较好,为燕尾形挑坎的工程应用和下游水垫消能设计提供了必要的参考。     

高坝空中挑射水流水力特性及消能机理的研究

本文介绍研究高坝泄洪消能空中挑射水流水力特性及消能机理的重要意义;介绍利用作者研制的挑射水流流速仪,为工程模型试验实测挑射水流沿程流速的情况及成果;并在上述实测成果的基础上进行挑射水流流动规律的分析研究。提出挑射水流空中消能率的计算公式及检验消能效果的其它因素。对挑射水流空中消能机理作了分析研究。     

低坝消力戽的水流特性

本文阐述了在低坝中应用消力戽宣泄单宽流量１～５．５ｍ３／ｓ·ｍ时的下游水流流态演变规律及各种流态下的冲刷特性，并探讨了小流量初始泄流对下游河床的影响。得出的结论是：在适宜的水力要素及结构尺寸条件下，随着消力戽下游水位由低向高变化，依次出现与高坝中相同的水流流态。在溢流低坝中采用消力戽消能在技术上是可行的。     

多股多层水平淹没射流的试验研究

从模型试验的角度，测量了消力池内底板压力分布规律、水面流态、流速分布和脉动压强，着重分析了泄水孔出口体型、表中孔高程、跌坎形式、表中孔间中隔墩长度等体型参数对流态稳定性、水力特性和消能率的影响，研究了消能机理。研究表明，该新型消能形式具有流态稳定、适应性强、低雾化、高消能率的特点。结合某实际工程，提出中孔泄槽以等宽或微收缩为宜，表中孔最优坎高差应大于中孔水流的主流水深、延长隔墩有利于稳定水流流态等建议，为工程设计提供了科学依据。     

“X”型宽尾墩在底流消能中的应用

针对低Fr底流消力池消能率低的问题,提出进口“X”型宽尾墩+底流消能的消能模式,即在消力池进口设置“X”型宽尾墩,以达到分散水流、增加消能率的目的。通过试验,观测该型消能方式的水流形态、水深沿程分布、时均及脉动压强等水力学参数。结果表明：水流形成了底流+纵向拉伸水流+挑射水流的入池方式,水流分散入池,充分利用了消能水体;水跃长度为跃后水深与跃前水深差的6.8~13.3倍;消力池底板时均压强变化平稳,脉动压强均方根为进口流速水体的0.03~0.18倍;与传统底流消力池相比,消能率提高了2~3倍。对于低Fr底流消能,进口“X”型宽尾墩+底流消能是一种值得推荐的消能方式。     

峡口拱坝消能方式的选择和计算

通过试验研究,将峡口表孔布置为大差动高低坎泄水方式,两侧边表孔采取高挑坎,中表孔采取低挑坎.在拱坝的向心作用下,边表孔的水舌与中表孔的水舌在空中相互交汇碰撞,可提高整体消能效果,明显减轻坝下冲刷.理论分析表明,上下水舌的交汇角越大,碰撞率消能率越高.改变中、边表孔的挑坎高程差和各自的挑角,可增大上下挑射水舌碰撞角度,提高空中消能率.峡口水电站的交汇角为37°,计算空中消能率为9%.     

某节制闸工程泄流消能试验研究

某节制闸工程设计方案在低尾水位开启泄流时,消力池中产生远驱水跃,消能效果差,水流出池后余能较大,下游河道冲刷严重.针对节制闸消能设计存在的问题,通过模型试验进行修改方案试验研究.经过不同方案的对比,确定消力池深度由原来的1.0 m加深到1.8 m,池长保持不变,同时在消力池中设置一排高2.0 m的梯形消能墩.该修改方案较好地适应了节制闸低尾水位开启泄流时的水流条件,提高了低弗劳德数水跃消能效率,降低了跃后二级涌浪的强度,消能流态得到改善.修改方案已被工程设计单位采用.     

新型耗能器的减震数值分析

提出了一种新型铅组合耗能器,这种耗能器可用于梁端塑性铰的耗能减震。通过对安装这种耗能器的框架减震耗能效果进行分析,发现该耗能器能有效增加结构的阻尼比,减震效果明显。建立了铅组合阻尼器的计算模型,分析表明,铅阻尼器能有效减小结构的地震反应,提高了建筑物的抗震性能,是一种高效的耗能器。     

被动消能混合式交错桁架单元滞回性能有限元分析

为了增强交错桁架耗能能力,可在桁架单元的斜腹杆上设置摩擦耗能器,形成被动消能交错桁架结构。采用有限元软件ANSYS12.1分析摩擦耗能器在不同摩擦系数、螺栓孔长以及螺栓等级下的荷载位移关系,并将摩擦耗能器的荷载-位移关系转化为等效应力-应变关系,定义到斜腹杆上的等效耗能器单元的材料本构关系中,对被动消能桁架单元进行水平方向循环加载,得到各桁架单元的滞回曲线、骨架曲线以及耗能能力图。有限元分析结果表明:摩擦系数使耗能器的滑移力达到斜腹杆屈曲荷载的96%时,结构的耗能能力最好;耗能器孔长越大,桁架的耗能能力和延性越好,滑移量达到桁架节间距的1%时,延性系数可满足一般框架的抗震要求;螺栓等级越高,其预紧力越稳定,桁架耗能能力越好。     

铅挤压消能支撑框架模型结构抗震性能试验研究

通过对—3层3跨相似比为1／8的带铅挤压消能器消能支撑框架模型结构的伪静力试验，研究了铅挤压消能支撑框架结构的破坏形态、屈服顺序和消能机理，并从延性和被动消能等方面综合评价了其抗震性能．结果表明，铅挤压消能支撑框架具有良好的抗震效果．     

抗振消能支座的研制

研制了一种抗振消能支座，通过计算分析做出了1／4比例的支座模型，并对其以不同频率和不同结构材料在电液伺服振动台上做了振动试验并且借助于信号处理机做了时域波形和频域谱分析．根据试验结果分析，该支座可以消耗振动荷载产生的全部能量的70％以上，消能效果明显．     

耗能框架填充墙的设计和实验

设计了一种带缺口的框架填充墙，当框架受动力荷载作用时，这种填充墙主要受水平力的作用，避免了斜向的受压破坏。同时水平力只造成墙体的均匀水平裂缝。实验证明这种填充墙具有较稳定的滞回环，可以产生耗能减震的效果。     

新型SMA耗能支撑体系

基于已有耗能支撑体系,提出了新型SMA耗能支撑体系,并对装有SMA耗能支撑体系的钢框架结构的动力特性进行了数值模拟。研究了SMA耗能支撑对减小结构顶层加速度、顶层最大位移、层间转角的作用,计算了SMA支撑的耗能作用和滞回特性.研究表明,SMA肘节式和剪刀型耗能支撑体系具有良好的耗能和减震作用,且安装简便.     

阶梯-深潭系统消能率的试验研究(研究生论坛)

阶梯-深潭系统是高坡降河流上经常发育的一种河床结构,它能够形成阻力、极大的消耗水流能量,从而稳定河床。为了更加深入的了解阶梯-深潭系统的消能率变化规律和阶梯-深潭系统的优化设计,本文研究了阶梯-深潭系统在不同量级洪水下的消能率,并对构造的两种形式的阶梯-深潭系统在不同量级洪水下的消能率进行了对比分析。试验在云南省昆明市东川区蒋家沟内进行,试验沟道由泥石流堆积物上开挖而成,利用在沟道上游修建的水池来制造试验洪水,阶梯-深潭系统用直径0.3-0.5m的大石块构造。试验采用了两种典型的阶梯-深潭系统构造形式,一种为单个阶梯加较深深潭的构造形式,一种为多级阶梯加较小深潭的构造形式。试验结果表明,阶梯-深潭系统消能率最高能达到90%以上。阶梯-深潭系统的消能率随着洪水量级的增大会减小。在各种工况下,第一种形式的阶梯-深潭系统消能率要高于第二种形式,本研究为阶梯-深潭系统的优化设计提供了依据。     

碾压混凝土在温度应力联合作用下的损伤准则

目的为了确定碾压混凝土在温度应力联合作用下的损伤准则.方法基于最小耗能原理,针对碾压混凝土是一种耗散型材料,认为在其损伤过程中,伴随着能量的耗散,且损伤将总是在相应给定条件(损伤准则)的约束下,以其最容易发生损伤的方式发生和进行,同时假设碾压混凝土仅存在热耗散和损伤耗散,而忽略由内变量和湿度等其他因素所造成的耗散,建立了能反映碾压混凝土横观各向同性性质,在温度应力联合作用下的损伤准则.结果碾压混凝土热耗散和损伤耗散累积到一定程度时,损伤破坏就会发生,且随着热流密度矢量和温度梯度增大,碾压混凝土发生损伤破坏的应力水平将降低,如碾压混凝土是一个等温变化过程,则损伤完全取决于应力水平.这与相关试验结论是吻合的.结论在损伤准则中考虑温度的影响是必要的;碾压混凝土具有横向各向同性性质,若采用常态混凝土损伤准则,与碾压混凝土的材料特性不符,弹性模量与泊松比对损伤准则均有影响.