反拱水垫塘底板缝隙中动水压强特性的试验研究

对反拱水垫塘底板缝隙中动水压强的特性进行了详细试验研究,得出缝口动水压强阻尼特性、盲缝和通缝边界条件对动水压强幅值、时域和频域影响,动水压强幅值和谱密度变化规律,从而揭示反拱水垫塘底板稳定机理,说明反拱底板稳定性比平底板优越.     

水垫塘反拱底板稳定性的块体弹簧元分析

本文首次建立用于分析水垫塘反拱底板稳定的块体弹簧元的数学模型 ,并编制了相应的计算程序 ,结合黄河拉西瓦工程分析了反拱底板的稳定性 ,计算结果与试验结果吻合较好。该方法较好地模拟了反拱底板的受力特征和失稳机理 ,计算结果可靠且精度较高 ,对工程设计有较高的参考和实用价值。     

反拱水垫塘拱端力变化规律的试验研究

分析了反拱水垫塘底板的稳定机理 ,用先进的模拟方法和量测手段 ,对反拱水垫塘拱端力进行了详细试验研究 ,得出在约 30 0米级水头和最大坝身泄流 (双曲拱坝 ) 30 0 0 0m3 s的作用下 ,拱端力沿程及随下游水深变化的规律、其时域和频域的特性。研究表明 ,若能保证两岸山体和拱支座稳定 ,反拱底板能保证稳定     

高水头、大流量作用下反拱水垫塘底板失稳破坏机理研究

以国内某一在建高坝工程为参照,对高水头、大流量作用下反拱水垫塘拱圈底板块局部失稳破坏与拱圈整体失稳破坏的机理进行了试验研究.试验考虑了底板锚固失效、止水破坏的极端情况,变量取为水位、流量、底板块缝宽、拱圈可振动的底板块数目、拱端同定与可动的边界条件及其不同组合.研究表明,底板块上举力、运动底板块数目、拱端约束条件、底板缝宽是拱圈失稳的重要因素.拱圈局部破坏是由于拱圈振动底板块数增多,底板缝宽"增加与累加效应",使底板块径向位移增大、轴向约束减小,底板块最终滑出座穴;而拱圈整体破坏则是由于拱座微小位移使拱圈底板失去彼此轴向约束造成.反拱水垫墉运用时,应保持拱座绝对稳定,并控制底板块缝宽,特别是左右缝宽在一定范围.     

水垫塘反拱形底板体型研究

在射流冲击荷载的作用下，反拱形水垫塘底板主要依靠拱提供的推力来维持其整体和局部的稳定性，在相同安全标准前提下，所需拱端推力与反拱体形有关，本文结合某高拱坝水垫塘反拱形底板稳定性的研究，从反拱的体型，单个板块的尺度等方面，分析了单个板块的局部稳定性的整体稳定性与反拱体型的关系。结果表明，从反拱结构的整体稳定和局部稳定性定两方面考虑，拱圈曲率和板块尺度不宜过大。     

高水头、大流量下反拱水垫塘底板块随机振动特性的研究

反拱水垫塘拱圈底板块稳定性是其在高水头和大流量作用下能否安全运用的关键技术之一。以溪洛渡拱坝下游出流条件和反拱水垫塘体型为参考,在拱圈底板块间止水破坏、底板块锚筋失效的极端条件下,对拱圈弹性底板块的振动特性进行了研究,得到拱圈底板块振动位移、速度和加速度幅值的沿程分布规律及其时域特性。研究表明,反拱水垫塘与平底水垫塘最大区别在于拱圈底板块能产生锁定,锁定高度受底板缝厚度控制,控制缝隙宽度对于反拱水垫塘的稳定起至关重要的作用。     

高拱坝分层多股射流水垫塘冲击压强研究

针对表孔采用宽尾墩深孔采用窄缝坎新型消能形式,利用物理模型试验研究表深孔联合泄洪形成的分层多股射流在不同流量比情况下对水垫塘底板的动水冲击压强特性的影响。建立了表深孔流量比对水垫塘底板的动水冲击压强变化的关系,实验证实了上游水股产生的水垫对下游水股冲击压强确实具有减小的作用,水垫塘内流态稳定,消能充分,深孔射流产生的最大冲击压强随着表深孔射流流量比的逐渐增大而减小。该研究可为实际工程中合理确定分层多股射流流量比提供参考依据,为峡谷区高坝工程的坝身泄洪消能布置及水垫塘的抗冲防护和结构稳定性分析提供有力科学依据。     

水垫塘透水底板上举力试验研究

基于模型试验,本文研究了水垫塘透水底板的水动力特性。结果表明,与不透水底板相比,透水底板可以显著地减小上举力,从而可以提高底板的稳定性。文中阐述的开孔率k、孔径D等对水动力荷载影响的成果,可为水垫塘透水底板的设计提供参考。     

水垫塘底板失稳区脉动压力的实验研究

本文通过水工模型试验 ,对水垫塘冲击区底板块表面及底面动水动力进行了测量。重点分析了失稳区底板块动水压力特性及相关特性。研究表明 :时均上举力和脉动上举力是造成底板块失稳的主要原因。     

拱坝水垫塘拱形底板受力与稳定性实验研究

高拱坝枢纽采用坝身泄洪、水垫塘消能是一种较好的布置型式,但水垫塘底板的型式和尺寸及其泄洪时稳定性是它的关键技术问题。本文所研究的拱形底板是一种新型的底板型式。通过实验分析,研究了冲击射流下拱形底板失稳型式,量测了底板上、下表面压强分布,概化了时均上举力（上、下表面时均压强差）的计算公式,实测了动水荷载作用下拱端推力。研究表明：拱形底板具有整体稳定性特征,它可能是高拱坝大流量泄洪水垫塘比较理想的保护型式。     

高坝水垫塘泄洪安全实时监控系统研究

为及时掌握水垫塘防护结构的运行性态,建立水垫塘防护结构的监控系统是十分必要的。在总结了高坝泄洪消能防护结构破坏的关键因素、动态作用机理基础上,提出了高坝泄洪防护结构安全监控的理论模型、监控指标和实现的手段,建立了高坝泄洪安全的风险实时综合评价和控制体系。并采用现代计算机、网络通讯技术开发了水垫塘泄洪消能安全实时监控系统。系统实现了数据的自动化采集、存储、分析和故障状态的实时报警,整个系统可由后方监控中心远程控制,配合了电厂的“无人值守”运行模式。     

多层水股射流入射水垫塘流场特性的优化分析

研究表深孔上下差动出流,水股分层分散射流在水垫塘的流动特征和各水股射流之间的干扰碰撞特性.选用非定常不可压缩流动的N-S方程和RNG k-ε紊流模型,采用VOF(Volume of Fluid)法结合溪洛渡双曲拱坝水垫塘对不同间距的多层二元射流进入水垫塘后的水流结构进行了数值模拟.通过对时间的迭代,计算和分析了水股间距对水垫塘恒定流场特性的影响,按多股射流入射水垫塘后的流动特征分为四类.给出了水股间距对水垫塘底板的冲击压力的影响规律以及与流场、速度场的关系,发现射流对水垫塘底板的冲击压力特点和速度场的分布特点相对应.研究认为:对于坝身泄洪为分层出流时,在射流入水间距能保证充分发挥上游水股产生的动水垫效应的前提下,应尽量选择较小的射流入水间距,从而减小下游水股对床底的冲击压力.本研究可为水垫塘的优化设计、防护和坝身孔口的合理布局提供参考依据.     

挑跌流护底或不护底水垫塘控制标准研究

本文使用锦屏一级、溪洛渡、糯扎渡三个大型工程的水垫塘1∶100水弹性块体模拟底板的水工模型研究了块体失稳条件.并采用专门设计的测试块体承受脉动上举力装置,测试了块体具有一定抗力条件的受力过程.进行了回归分析,给出了一定抗力条件下的安全水深,或一定水深条件下所需抗力(板重力和加锚固)大小的公式.本文对护底或护坡不护底的水垫塘塘底破坏性分析都有参考意义.     

超临界机组锅炉20%负荷深度调峰水动力实炉试验研究

为挖掘现有燃煤机组锅炉的深度调峰能力,将华能陕西秦岭发电有限公司7号超临界660 MW机组锅炉各类集箱和大量水冷壁管分别等效为压力节点和流量回路,建立基于流动网络系统法的非线性数学模型。根据守恒定律和传热关联式,通过迭代直接求解得到660 MW（BMCR）负荷时该锅炉的水动力特性,并将计算结果与实炉数据进行比较,验证了模型的可靠性。在实炉试验研究的基础上,计算得到132 MW（20%BMCR）深度调峰干态运行负荷时锅炉水冷壁压力沿流动方向的变化、回路流量分配、炉膛出口汽温分布、管壁金属温度沿炉高方向的变化趋势。实炉试验和计算结果表明,采用内螺纹螺旋管圈布置的超临界660 MW机组锅炉水动力突破了30%BMCR最低启动负荷的限制,实现了20%BMCR深度调峰负荷时的水动力运行安全,且流动稳定特性良好。     

冲击热负荷作用下垂直自然循环水动力特性的试验研究

为研究炼钢转炉余热锅炉，设计了一套简单、可靠的试验系统，对其在冲击热负荷下垂直自然循环的水动力特性进行了研究，并分析了冲击热负荷和工质欠焓对水动力特性的影响，得到水动力特性的一般变化规律。对改善炼钢转炉余热锅炉的水循环状况提出了一些建议。