构皮滩水电站泄洪中孔弧形闸门充压止水设计

乌江构皮滩水电站泄洪中孔弧门设计水头80.50 m,属高水头范畴,常规止水已不能满足止水要求。经试验研究,中孔弧门主止水采用新型充压伸缩式水封。从近10 a国内弧形闸门水封的研究和实际运用情况来看,充压伸缩式水封具有较好的止水效果,故决定在构皮滩水电站泄洪闸中采用充压伸缩式水封作为主止水。为了进行止水设计,对充压式水封进行了试验研究,获得较全面的试验参数,构皮滩水电站采用新型充压伸缩式水封获得了良好的效果。     

闸门伸缩式止水结构的有限元仿真分析

文章结合工程实例，利用超弹性材料单元和接触单元对闸门伸缩式止水在充压后的变形、接触和反力过程进行了计算分析，所获初步成果与原型试验比较吻合，说明利用大型结构分析软件(ANSYS5．6)专门提供的超弹性材料单元(Mooney—Rivlin)对闸门伸缩式止水结构进行有限元仿真分析具有一定的实用价值。     

小浪底工程高压闸门压紧式止水粘弹性力学性能试验研究

高压闸门止水橡皮属于粘弹性材料，在长期荷载作用下其力学性能会发生怎样的变化是设计有为关心的问题。本文结合小浪底工程高压闸门止水的实际工况，对其拟采用的止水橡皮进行了长达一年多的蠕变试验观测，分析研究试验成果，导出了蠕变方程及应力松驰方程，探讨了止水橡皮的粘弹性力学特性，为工程设计提供参考。     

高水头弧形工作闸门及冲压式止水安装技术

高水头冲压式止水弧形闸门均运行在高水头条件下,闸门的止水型式一般选择介质伸缩式水封或偏心铰预紧式水封,与常规弧形闸门不同的是,高水头冲压式止水弧形闸门水封布置在门槽上,闸门与门槽配合精度极高,本文以泄洪底孔弧形工作闸门安装说明此类闸门的安装技术。     

深孔出口突扩弧门止水的实践与研究

国内外采用弧国出口突扩、突跌止水布置的已建，在建与拟建这３０座，其中采用偏心铰压紧式水封的近２０座，采用伸缩式水封的１０座。在监测弧门安全运行发现一些危害的窄缝高速射流的切割、空化、流激振动、等隐。这些故障往往源于止水撕裂失效，造成漏水及射流所致。严重空蚀破坏及危害性振动会导致闸门变形，启闭失灵而无法使用。     

充压伸缩式水封特性探讨

通过某高水头泄水建筑物闸门止水型式试验，研究了充压伸缩止水水封的变形特性，背压与水封橡胶接触宽度关系，水封橡胶的压缩量与接触应力关系等主要特性，并探讨了水封断面不同部位采用不同橡胶组成的封水效果，成果表明，水封断面不同部位合理选择不同特性的橡胶材质，水封各主要参数特性更合理，在相同库压条件下要求的封水背压也较小。     

砂岩分级加卸载蠕变特性试验研究

为了研究砂岩的蠕变力学特性,采用RLW-2000型流变试验机进行三轴分级加卸载蠕变试验。通过黏弹塑性应变分离的方法,得到砂岩在不同偏应力水平下的瞬时弹性、瞬时塑性、黏弹性和黏塑性应变,并对黏弹塑性应变及弹性模量的变化规律进行探讨。试验结果表明:岩石蠕变为黏弹塑性变形过程,加载过程中表现有瞬时变形、衰减蠕变阶段和稳定蠕变阶段,卸载过程中表现出瞬时及滞后变形恢复现象;岩石初始蠕变速率与稳态蠕变速率比较可达2个数量级的差异,均随偏应力水平的提升而递增;岩石等时偏应力-应变关系表现出明显的非线性特征,曲线逐渐偏于应变轴,岩石蠕变变形同时具有线性和非线性特征。研究成果可为地下工程的长期稳定性研究提供一定参考。     

基于分数阶微积分的岩石蠕变损伤本构模型

为了反映岩石蠕变特性,采用YSJ-01-00岩石三轴流变试验机进行砂岩三轴压缩蠕变试验,基于岩石蠕变的阶段特征,提出通过弹性体、基于分数阶微积分的软体元件和黏塑性体分别描述岩石蠕变的弹性应变、黏弹性应变和黏塑性应变。依据连续损伤理论对弹性体和分数阶黏塑性体进行改进,通过SN元件改进分数阶软体。利用综合改进后的考虑时效损伤的弹性体和基于分数阶微积分的非定常黏滞体和非定常黏塑性体,构建了新的三元件蠕变损伤本构模型,并用遗传算法得到了模型参数。对比试验曲线和模型拟合曲线,表明所建模型具有合理性和适用性,可为红层边坡流变特性的研究提供一定参考。     

高水头弧形闸门伸缩式水封之我见

本文对高水头弧形闸门伸缩式水封的改进作了一些探讨。作者提出了高水头弧形闸门伸缩式水封先以压缩空气作为充压介质（从理论上分析,是完全可行的）。这样,止水闸门有三大好处,可供同行们参考借鉴。     

伸缩式水封在应用中存在问题及解决方法

近年来,伸缩式水封被广泛地应用于各水利水电工程建设项目,伸缩式水封有承压水头较高,止水效果好,制作和安装工艺相对简单,价格适中等特点,但正由于它承压水头较高,所以在运行过程中易于被损坏。近几年从现场实验、力学计算、材料对比等多个角度对伸缩式水封进行研究,就水封在新疆恰甫其海水库运行5年以来的情况进行总结,对水封损坏的原因进行分析,阐述了通过改变闸门工作方式使水封损坏问题得以解决的措施。     

饱水 －失水循环下泥岩的剪切蠕变特性研究

为研究滇中红层泥岩在饱水 －失水循环作用下的剪切蠕变特性,采用 YBL －300 剪切流变仪开展了剪切流变试验。试验结果表明: ( 1) 滇中红层泥岩在法向正应力较低时,饱水 － 失水循环下的泥岩蠕变剪应力相较于饱和状态与天然状态下的分别减少了74%与 79%; ( 2) 饱水 － 失水循环引起了剪切蠕变曲线中出现“台阶”现象,而在同一级蠕变曲线中,饱水 － 失水循环次数的增多,“台阶” 现象逐渐消失; ( 3) 法向正应力较小时,饱水 － 失水循环对泥岩的剪切蠕变特性影响较大,随正应力增大,影响逐渐减小; ( 4) 通过五元件粘弹性剪切蠕变模型和幂函数型经验模型构建了饱水 － 失水循环泥岩剪切蠕变应变 －时间线方程,并得出与试验相符的应变 －时间模拟线。     

软弱岩体蠕变模型辨识与参数反演

压缩蠕变试验是了解岩体蠕变力学特性的重要手段。通过对大岗山水电站坝区软弱岩体现场压缩蠕变试验资料的分析,揭示坝区软弱岩体具有瞬时弹性变形、减速蠕变和弹性后效特性。通过对各种流变组合模型的辨识,确定采用广义开尔文模型来反映坝区软弱岩体的压缩蠕变特性。根据辨识的蠕变模型推导出了刚性承压板边缘岩体表面的压缩蠕变变形计算公式,据此采用优化反演法获得了坝区软弱岩体的瞬时弹性模量、黏弹性模量和黏滞系数等蠕变参数,从而为坝区边坡加固设计和稳定性分析提供了重要的岩体流变参数资料。     

沙牌碾压混凝土拱坝温度徐变应力仿真计算

根据沙牌工程混凝土徐变试验资料，按混凝土固化徐变理论，分解了沙牌碾压混凝土徐变度函数，得到了沙牌混凝土粘弹性相变形、粘性相变形的数学表达式，提出了混凝土的非线性徐变应力计算方法；根据沙牌碾压混凝土拱坝的材料参数与环境参数，模拟了混凝土的施工过程，得到了沙牌碾压混凝土拱坝的三维温度场与三维应力场的仿真计算成果；比较了混凝土线性徐变应力理论与非线性徐变应力理论下拱冠剖面不同高程、不同部位大坝混凝土应力随时间的变化过程，得出了一些有意义的结论，可供大坝温控设计参考。     

大型船闸移动工作门伸缩式止水水密性验证方法研究

伸缩式止水是大型船闸移动工作门的新型止水方法,它一改以往预压式止水间隙适应性差、局部容易漏水、材料磨损快等缺点,有着良好的封水性能和耐久性能.本文首次结合三个止水面的“U”型止水装置,通过仿真计算和模型试验,给出了止水的关键特性—静水水密性规律的获取方法.该研究方法简便、科学,对伸缩式止水设计阶段的断面选取具有重要的参考价值和借鉴意义.     

不同湿度混凝土动力抗压性能数值模拟分析

本文基于随机骨料建立了二维混凝土的细观数值模型,利用无厚度cohesive单元模拟界面层及基体的损伤,用弹性单元模拟孔隙水,并结合黏性效应、惯性效应,模拟分析了应变率和孔隙含水率对混凝土抗压强度、峰值应变和弹性模量的影响。结果表明:动力分析时混凝土组成材料采用静力参数,考虑了惯性效应与黏性作用后,数值模型可以很好地反映动力荷载作用下混凝土名义动力强度增长因子(DIF)、单轴压缩弹性模量和峰值应变随应变率增加而增加的宏观现象,以及随着孔隙含水率增加混凝土静动态抗压强度线性减小、DIF线性增加、率效应增强的变化规律。以应变率和孔隙含水率为参数,提出了以干燥混凝土静态抗压强度为基准的含水混凝土动态抗压强度的预测公式。     

求解水动力弥散方程的多单元均衡法

本文给出一种多孔介质溶质输运方程的多单元均衡解法。该方法基于多孔介质溶质输运理论和物质守衡原理,在三角形单元的局部座标系中对溶质传输的物质流强度方程进行差分,直接形成未知函数离散后的系数矩阵。方法简易,形式简单,物理意义直观,实用方便。     

基于分数阶微积分的Q2黄土含水损伤蠕变模型

为探索含水Q₂黄土的蠕变特性,对Q₂黄土进行不同含水状态下的三轴蠕变试验,试验结果表明随着含水率的增高,Q₂黄土的流变性能增强。基于分数阶微积分构造的软体元件可描述理想的固体与流体之间材料性质的特性,选用包含软体元件在内的四元件非线性蠕变模型对试验数据进行回归计算拟合求参,并对不同含水率下的模型参数进行分析。结果显示瞬时变形模量E_H与黏弹性系数ξ₁均随含水率增加呈指数形式递减;引入含水损伤变量D_(ω),计算得出各蠕变参数含水损伤演化方程,进而建立考虑含水损伤的非线性蠕变模型,通过应用试验数据对其进行验证,结果表明基于分数阶微积分的含水损伤蠕变模型能够有效地描述Q₂黄土的整体流变特征,模型具有较好的应用前景。     

地下水封石油洞库洞轴走向的数值分析

由于深埋地下洞室的高地应力对洞室稳定性有很大影响,对于大断面地下水封石油洞库来说洞室的断面形状、高跨比、埋深和间距确定以后,就应该分析洞室的洞轴走向与最大地应力的最优夹角问题。在数值模拟中采用Hoek-Brown准则将岩石的物理参数转化为岩体的物理参数,同时采用相应公式将地勘报告中的的地应力转为软件坐标系认可的地应力。模拟中采用洞轴与最大主应力方向平行和10°夹角的两种方案,通过比较开挖后的位移和最大主应力来分析得到最合理的洞室洞轴走向与地应力方向之间夹角。