白鹤滩水电站升船机塔柱结构抗震性能分析

采用ABAQUS有限元软件建立了白鹤滩水电站升船机塔柱结构有限元模型,研究塔柱结构在地震荷载作用下的位移、加速度和应力响应。计算结果表明：在单独水平地震作用以及水平、竖向地震共同作用下,塔柱顶部的水平位移最大值分别为30.59 cm和31.84 cm,均小于水平位移限值,满足规范要求。为研究塔柱结构的P-Δ效应影响,对水平和竖向地震作用下的塔柱结构进行考虑非线性的动力时程分析。结果表明：考虑P-Δ效应后,结构的动力响应总体呈现放大效果,位移最大值、加速度最大值和应力最大值增幅在10%左右,说明P-Δ效应会在一定程度上削弱结构的抗震性能,因此在此类高耸结构的抗震性能研究中,P-Δ效应的影响不可忽略。     

吉鱼水电站调压井结构特性及围岩稳定性

运用三维非线性有限元法，分析复杂地质条件下吉鱼露顶圆筒阻抗式调压井的围岩稳定性及结构特性．研究不同的衬砌厚度和围岩变形模量对调压井的结构特性的影响。     

围岩类型及衬砌厚度对水工隧洞地震动力响应的影响分析

以分析水工隧洞在地震激励作用下的变形破坏机制为目标,针对不同围岩类型和衬砌厚度条件下水工隧洞位移变化,根据地下结构抗震计算理论,选取合理的材料参数和模型边界条件,使用ANSYS建立了某水工隧洞的三维有限元模型,对其施加水平和竖向地震激励,应用瞬态分析法计算了隧洞结构模型在不同围岩类型和衬砌厚度下的水工隧洞动力响应。结果表明,在相同衬砌厚度下,随着隧洞围岩强度的降低,水平位移和竖向位移受影响的程度有明显的区别,即水平位移越来越大,竖直位移无明显规律可循;在相同的围岩强度下,水工隧洞并不会随着衬砌厚度的增加而趋于稳定,在Ⅲ类围岩的情况下,水工隧洞的位移随着衬砌厚度的增加而越来越大,Ⅴ类围岩下改变衬砌厚度对水工隧洞的位移几乎没有影响。因此,合理的设计围岩类型和衬砌厚度,可以既满足水工隧洞抗震性能要求,又能够降低工程造价。研究结果对合理设计隧洞衬砌厚度、增强抗震性能具有参考价值。     

大跨空间网壳结构竖向及水平地震响应分析

为了能够有效地控制空间网壳结构在地震荷载作用下的振动,对平面直径为80m的单层球面网壳结构动力特性进行了分析。通过现行设计规范的反应谱曲线,利用完全二次组合法进行反应谱组合,对计算模型分别进行了竖向地震和水平地震响应的分析,分别计算统计了网壳结构的地震节点位移响应和杆件单元的内力。计算结果表明,大跨空间网壳结构竖向和水平地震响应存在较大的差异,在振动控制中应该进行同时控制,也为网壳结构的抗震设计和振动控制措施提供一定的参考依据。     

复杂地质条件下隧洞支护结构稳定性分析

为研究隧洞支护结构在复杂地质条件下的稳定性,以新疆塔什库尔干河齐热哈塔尔水电站引水隧洞为例,使用ANSYS Workbench软件建立了热-结构耦合分析模型,用数值模拟的方法分析了高地热、高地应力、地震等荷载作用的条件下,水工隧洞支护结构的稳定性。结果表明,在围岩与一期混凝土间设置隔热层能显著提高支护结构的稳定性,当二期混凝土衬砌厚度为0.25 m且过水断面形状为圆形时,只需适当提高二期混凝土的标号并按规范进行配筋,支护结构即能满足工程安全性的要求;在高地热、高地应力条件下,支护结构的地震位移响应与衬砌厚度基本符合线性关系,衬砌厚度每增加0.05 m结构的最大响应位移平均涨幅为7.72%。但当衬砌厚度较大时,支护结构可能与地震发生较大的响应,不利于结构的稳定性。上述计算结果与结论可为实际工程提供借鉴。     

黄金坪右岸小厂房进水塔结构静动力分析

针对黄金坪水电站右岸小厂房进水塔进行三维有限元静动力分析。不同工况和荷载作用下,进行了静力分析,得出了塔体的应力、位移分布情况;动力计算中,对塔体进行了空库和满库的自振特性分析;考虑三个方向地震荷载,采用反应谱法对塔体进行了动力响应分析;并根据应力和位移结果,采用有限元方法给出了结构的配筋原则。     

动荷载作用下混凝土重力坝应力及稳定性分析

为研究地震荷载作用下重力坝稳定及应力变形规律,通过有限元数值模拟方法对溢流坝段和非溢流坝段进行了三维模型计算.地震荷载组合作用下,坝体水平位移更大,坝顶部水平位移最大,坝踵处竖向位移最大;坝体的最大大主应力、小主应力也更大,且坝踵处大主应力最大,廊道附近小主应力最大;坝体的安全系数最小,且在相同荷载组合下溢流坝段的安全...     

光滑接触条件下非圆形有压隧洞应力及位移解析解

考虑支护滞后的力学过程,并在衬砌与围岩为光滑接触的条件下,利用平面弹性复变函数法推导出非圆形隧洞在原始地应力和内水压力作用下的应力及位移解析解。根据衬砌内边界的应力边界条件及围岩与衬砌接触面上的应力和法向位移连续条件,获得了求解围岩和衬砌解析函数的基本方程。利用幂级数方法求解基本方程,再由此计算围岩和衬砌中的应力和位移,并且利用数值方法验证了所得结果。以直墙半圆拱形隧洞为例,分析了不同位移释放系数、侧压力系数和内水压力条件下的围岩开挖边界和衬砌内外边界的切向应力及围岩与衬砌接触面上的法向应力分布规律。研究成果可为求解深埋隧洞围岩与衬砌的应力及位移解析解提供参考。     

黑泉水库水电站调压井衬砌结构数值分析

黑泉水库电站调压井空间结构复杂,设计时只采用了简化平面结构进行配筋计算,对地下空间结构受力的复杂性考虑不足,无法反映衬砌结构与围岩的整体效应,很难实现合理准确配筋,经黄河水利委员会三维线性有限元强度复核,证实黑泉水库调压井底板及三岔洞配筋不足,需要采取处理措施.基于三维非线性有限元法,分析围岩固结灌浆、内衬钢板对调压井衬砌结构应力及三面临空边坡稳定的影响,最终优选出合理的加固处理方案.结果表明:需要采取围岩固结灌浆、内衬钢板组合方法才能满足强度要求,非线性有限元方法可以用于校核调压井内衬结构的强度,为同类工程提供了很好的参考.     

水电站地下厂房结构地震反应显式有限元分析

为充分利用围岩的支撑作用,减小结构变形和振动,地下厂房结构通常会采用锚杆将上下游侧立柱与围岩紧密连接,但此种处理措施对地下厂房地震反应的影响尚不明确。为了解立柱与围岩连接方式对地下厂房地震反应的影响,通过使用显式动力有限元分析软件LS-DYNA,基于粘弹性边界理论和等效地震荷载输入方法,计算分析了水电站地下厂房结构的地震反应。计算结果表明,与采用锚杆将上下游立柱与围岩紧密连接时相比,立柱与围岩分离时,立柱及与立柱相连的楼板和风罩等上部结构在水平地震下的位移反应有所减小,动拉应力值明显下降,特别是上下游侧立柱的内力会大幅降低。由此可见,将上下游侧立柱与岩体分离对减小地下厂房结构的地震反应更为有利。更多还原     

连接管对调压室涌波水位和水锤压力的影响

在传统大波动过渡过程计算中,调压室底部连接管的影响往往是作为阻抗孔来考虑,在连接管较长的情况下,采用阻抗孔处理时而忽略了连接管的水体弹性,因而容易造成较大误差。通过建立考虑了连接管及不考虑连接管时的调压室节点数学模型,采用Gardel公式来处理调压室的阻抗系数,将调压室的阻抗系数变为负荷实际情况的动态阻抗系数,并结合具体工程实例来分析连接管的长度及管径的变化对调压室涌浪、蜗壳进口压力以及机组转速所产生的影响。研究结果表明,对于连接管较长的情况,应考虑到连接管的作用,为了能充分反射水锤,连接管的面积不宜过小。     

不同体型调压室的瞬态水力特性对比分析

由于地形特征和调压室断面积的不同,水电站调压室体型也多种多样,从而使水电站过渡过程具有不同的瞬态特性.本文采用基于特征线法的一维计算及基于CFD方法和VOF模型的三维计算,比较了T型截面调压室和π型截面调压室过渡过程中的瞬态水力特性.一维计算结果表明,两种体型的调压室涌浪及调保参数随时间的变化规律相同,且调保参数均在控...     

调压井模型试验变态比尺的研究

本文对有压井定流调压系统，其中包括调压井，进水隧洞，压力管道三部分的变态模型设计进行了系统的研究，提出了模型比尺的相关性概念，研究表明，仅从涌波方程推导相似条件往往产生顾此失彼问题，文中还提出了变态模型比尺的参数表示法，通过该方法可实现变态模型比尺的优化选择，研究还指出，当调压井的比尺小于１／２５时，整个系统完全正模型是难以实现的，得出的结论表明，不仅可以，而且应该变态模型比尺同时满足涌波方程，水     

用于钢制调压井安装的壁附式 起重机设计

印尼阿萨汉一级水电站（Asahan No.1Hydropower Station）引水系统地面式、超高、超大钢制调压井是目前亚洲最大的钢制调压井。该钢制调压井采用弧形钢板逐层拼焊而成。其内径相等，并在内壁设置有竖撑、横撑等加固部件。调压井的结构形式与安装方式以及现场特殊的地质条件决定了一般形式的起重机在施工现场没有安装基础，故无法完成安装。针对这一特点，设计了用于调压井管节安装的壁附式起重机的结构和提升方案。这为同类型用于钢制调压井施工的起重机设计技术提供了相关参考。     

调压室位置对调保参数的影响

调压室位置是影响调保参数的主要因素之一。本文针对上、下游调压室及不同调压室型式进行理论分析及数值计算,证明了调压室对调保参数的作用存在最佳临界位置和变化不敏感的范围。该结果有利于地下厂房和调压室的布置,缓解了洞室围岩稳定和过渡过程之间的矛盾。究其物理本质,在机组特性、导叶关闭规律确定的前提下,蜗壳最大动水压力及尾水管最小压力主要取决于压力管道的水击压力、调压室涌浪水位两者的叠加。由于管道总长度不变,移动调压室位置,两者所起的作用相互消长,所以并非调压室越靠近厂房对调保参数越有利。     

水电站输水系统相继甩负荷下调压室涌浪叠加研究

水电站调压室高度取决于调压室内的涌浪极值,其大小与计算工况密切相关,相对于同时甩负荷产生的涌浪极值,人们往往忽略了相继甩负荷事故工况。本文从调压室基本方程出发,通过理论分析,推导并得到了反映相继甩负荷危险时间间隔点特征的理论计算公式,进行了水电站输水系统相继甩负荷工况下的调压室涌浪叠加特性研究。结果表明:对于简单式调压室,同时甩负荷产生的涌浪极值必然大于相继甩负荷;而对于阻抗式调压室,同一水力单元机组发生相继甩负荷事故时,存在一个最危险的间隔时刻点,该时刻较同时甩负荷产生的调压室涌浪极值更危险。结合具体电站进行的相继甩负荷实例计算验证了理论分析的正确性,且进一步的分析表明,调压室底部阻抗越大,二者差别越明显。如不慎重考虑,将为工程运行带来极大的安全隐患。     

福堂水电站调压井工程快速施工技术

福堂水电站圆筒阻抗式调压井工程开挖直径31.0m,衬砌后直径27.0m,井深117.7m,工程规模巨大且所处工程地质条件较差,施工安全问题比较突出,施工工期也比较紧。2003年12月中旬,该工程比原计划提前4.5个月完建。结合福堂调压井施工过程,介绍了在不良地质条件下大型调压井工程的快速施工技术,供同类工程参考。     

不良地质条件下大型调压井工程安全施工技术

福堂水电站圆筒阻抗式调压井开挖直径31.0m,衬砌后直径27.0m,井深117.7m,是目前世界上已投产的开挖直径最大的开敞式调压井工程,工程地质条件极差,施工安全问题比较突出。福堂水电站调压井施工中采用的岩体预加固技术、安全施工技术及监测技术,可供同类工程参考。     

长引水隧洞水电站差动式调压井最不利工况研究

以我国西南某大型水电站引水调压井中用作升管的闸门井坍塌事故作为例子，通过计算分析，说明在这一类调压井的设计中，不能沿用单一的甩（或增）荷工况作为控制工况，应考虑连续增甩负荷可能会造成调压井内涌浪的不利叠加，此外还应考虑在各种不利工况叠加下升管与大井之间的水位差．     

西沟水电站调压室设计简介

针对西沟水电站引水隧洞长、水头高、调压室深、室内涌浪高和调压室所处山顶地势较低的自然条件，经多种设计方案比较，采用了具有阻抗、差动功能的带有上外室的溢流式调压室．它综合了不同型式单一功能调压室的优点，有效地克服了其缺点．三年的运行实践，证明其安全可靠．