长距离输水工程的冰期冰盖数值模拟研究

以冰力学的模型为研究课题,通过数值模拟的方法研究南水北调过程中的引水工程,探究如何提高冬季冰期引水的安全性和效率、效益。选取了冰盖稳定性试验过程中模型参数,对模型的网格进行合理划分,通过fluent数值模拟方法研究了不同冰厚时的冰盖等效应力情况。     

基于ANSYS的引水工程冰期冰盖数值模拟研究

本文以冰力学的模型为研究课题,通过数值模拟的方法研究长距离引水工程,探究如何提高冬季冰期引水的安全性和效率、效益。选取了冰盖稳定性试验过程中模型参数,对模型的网格进行合理的划分,通过fluent数值模拟的方法研究了不同冰厚时的冰盖等效应力情况。     

某水库大坝扬压力异常原因分析

坝底扬压力作为坝基的一种重要荷载,其在大坝安全监测中占有十分重要的地位,重力坝坝基扬压力对大坝稳定、变形、应力有重要影响,但工程中常有发生扬压力过高等异常现象。该文就某混凝土重力坝某测压管扬压力异常的原因进行了分析,结合运行过程中测压管洗孔、排水管淤堵测试、渗流场数值模拟等手段,分析了测压管扬压力过高的原因,可为类似工程提供参考。     

多弯道溢洪道水力特性数值模拟研究

文中在物理模型试验的基础上,对多弯道溢洪道进行了数值模拟研究。采用FLUENT软件,引入适用于分层两相流的流体体积分数(VOF)模型求解自由水面曲线,成功地对龙屯水库多弯道溢洪道进行了三维紊流数值模拟,得到了自由水面、溢洪道底板压力、断面流速大小和三维流场的分布规律,并将数值模拟结果与试验结果进行了分析对比,两者基本吻合。试验结果表明:合理的选择数值模拟模型及参数,可以很好地模拟水流流态,可为工程所用。     

Hardfill坝模型试验中扬压力影响程度研究

Hardfill坝型具有水化热低、安全性高、抗震性好、对地基条件要求低等特点,具有很强的适应性和极高的推广价值。在对这种新坝形开展模型试验时,受模型试验的限制一般不对扬压力进行模拟,这样必然会对试验结果产生一定影响。采用数值模拟来分析扬压力对于坝体的影响,从而考察模型试验中不考虑扬压力对试验结果的影响。结果表明,扬压力对坝踵处应力值影响较大,对于其他点的变位和应力值,差异均在10%以内,扬压力的综合影响较小。     

地基极限承载力静载试验数值模拟研究

为克服传统方法的不足,对地基极限承载力静载试验过程进行了数值模拟研究,以某工程地基为例进行分析,模拟的p-s曲线与实测p-s曲线吻合得很好.基于等效面积圆准则建立数值分析模型模拟静载试验,不仅可获得地基塑性区发展的全过程和地基的极限承载力,而且无需假设滑移面,可以模拟各种复杂土层,并考虑材料的应力一应变关系,可应用于工程实践.     

重叠布置泄水建筑物坝面隔墙 脉动压力特性研究

采用数值模拟的方法,利用大涡模型对重叠布置泄水建筑物泄流工况进行模拟计算,试验数据验证结果表明数值模拟方法合理可行。根据实测数据和计算结果,对坝面隔墙处脉动压力特性进行分析研究。通过对流场分布、频谱分析以及脉动压力强度系数等研究,分析得出脉动压力的脉动源以及脉动压力在隔墙上的分布规律。     

盐锅峡大坝坝底扬压力原型观测成果分析

扬压力是作用于坝底的一项重要而隐蔽的荷载,是关系到工程的安全和经济的重要因素.影响扬压力的因素较多,边界条件较难确定,目前尚缺乏精确的计算方法.设计常以标准图形或模拟试验确定有关参数.原型观测仍是检验和研究扬压力的有效方法. 黄河盐锅峡工程于1961年初步建成,至今已运行二十余年.本文结合原型观测成果,对坝底扬压力的设计以及在实际工作中遇到的一些问题,作了初步的分析和探讨.     

聚焦波浪与直立圆柱作用的数值模拟

基于Fluent平台建立了可用于波浪传播模拟的数值计算水槽,利用不同波浪参数的线性规则波模拟分析了网格尺度L/Δx对产生波浪质量的影响,确定数值水槽的网格划分尺度,并验证了阻尼消波的有效性。在此基础上,用模拟频谱的方法对聚焦波浪的传播进行了数值模拟,通过数值模拟与物理试验不同位置处的聚焦波波面和聚焦点下水质点速度时间过程线对比,验证了模拟频谱方法数值计算的有效性。进一步对聚焦波浪与直立圆柱的作用进行了数值模拟,数值模拟聚焦波面过程、聚焦波浪水质点速度、圆柱周围波浪波动过程、圆柱上所受的波压力等,并与试验结果进行了对比,数值计算结果与试验结果吻合很好,验证了所建立的数值水槽的有效性。对聚焦波波面和压力特征值进行了误差分析,并分析了误差的产生原因,为进一步研究聚焦波浪与工程结构物的作用奠定基础。     

地基液化离心机试验的数值分析及验证

地震液化数值分析方法的可靠性验证研究是开展实际工程液化安全评价的前提条件。采用基于u-p形式的Biot动力固结方程的非线性有限元程序GEODYNA,对液化试验和分析项目(LEAP)中的饱和斜坡地基离心机模型试验进行了动力弹塑性有效应力数值分析,其中土体采用改进的广义塑性模型。结果表明:数值模拟的加速度反应谱和加速度时程与试验数据基本吻合;数值模拟再现了试验中孔隙水压力的累积、发展和消散规律,并再现了循环剪切作用下土体应力路径的发展规律和土体的剪胀现象;数值模拟合理地反映了残余变形的累积发展过程,并且数值模拟得到的地基变形分布规律与试验规律相符,变形量值也基本在试验的包线内。研究成果验证了该地震液化分析方法的可靠性,可以为工程液化安全评价提供有效的数值分析方法。     

向家坝水电站左岸近坝边坡抬升变形数值模拟

为深入认识向家坝水电站左岸近坝边坡的抬升变形现象,利用流固耦合数值试验研究了岩体的扩容变形机理,在此基础上采用流固耦合数值分析方法对向家坝水电站左岸近坝边坡的抬升变形过程进行了数值模拟,得到了近坝边坡抬升变形的空间分布,并对泄压孔泄压对抬升变形的控制效果进行了评价。结果表明:岩体扩容体积应变随岩体渗透系数增大而增大,随变形模量增大而减小,岩体初始应力对抬升变形的影响微弱;渗流场改变是引起近坝边坡抬升变形的直接诱因,边坡抬升变形是岩土体内渗流场和应力场相互作用的结果,采用流固耦合理论揭示近坝边坡的抬升变形机制是合理的;深层泄压孔可以有效控制近坝边坡的抬升变形量。     

等截面抗拔桩力学特性以及对支护结构影响规律研究

通过模拟等截面单桩抗拔的上拔过程,选择了合理的弹塑性接触面模型,得到Q-S曲线、侧摩阻力以及桩身轴力规律,并在此基础上结合实际工程开挖施工过程,在既有的现场测量地质详勘资料的基础上,建立隧道基坑开挖的三维地质模型,并通过有限单元三维数值模拟方法模拟隧道动态开挖全过程,研究了在复杂地质条件下的明挖浅埋隧道抗拔桩在施工过程中的作用,总结了开挖过程中抗拔桩的侧摩阻力和轴力等力学行为特征、变化趋势,得出了抗拔桩不但能很好的控制连续墙的变形,而且也能有效的降低底板的隆起。     

采用拟静力法的新型桶式基础防波堤结构稳定性分析

三维情况下,桶体稳定性是一个复杂的空间结构与土相互作用的问题。结合工程实例,建立了三维新型桶式基础防波堤有限元模型,对其稳定性进行分析。从而,动力作用下桶体结构位移与目前静力计算的结果相差较大,针对这个问题,分析提出等效拟静力法,通过与动力作用后相等的孔压等效成与之对应的静荷载,然后计算桶体位移。该方法的关键是找出桶体前端底部土体孔压与静荷载之间的关系,同时找出此处土体孔压与动荷载之间的关系,从而建立静荷载与动荷载之间的关系。经数值模拟与试验对比,结果证明所提的等效拟静力法比较合理。在模拟与分析原型桶体基础上,进一步分析了不同尺度及不同荷载作用点高度时,桶体前端底部土体孔压与静荷载之间的近似直线关系。     

某大坝局部坝基扬压力异常成因分析

通过对某水电站工程区渗流场的大量模拟分析研究，结合实际观测资料，建立了较为贴近实际的水文地质模型，反演了各分区材料的渗透参数。同时，在多工况、多渗控组合计算模拟的基础上，分析出该水电站大坝局部坝基扬压力异常的物理成因，对采取工程措施进行处理具有一定的指导意义。     

凤滩大坝4号坝块坝基扬压力变化性态解析

基于凤滩大坝实测资料，对该坝4号坝块坝基扬压力的变化性态进行了定性分析，并结合逐步回归数学统计模型分析各环境量因子对坝基扬压力的影响程度，利用相关系数法和滞后模型分析扬压力滞后于库水位的滞后时间的变化，得出该坝块坝基地质性态的改变是引起扬压力异常的主要原因。文中所采用的相关系数法和滞后模型也可以应用到土石坝渗流分析、混凝土大坝各变形监测分析。     

ABAQUS渗流应力耦合分析中渗透荷载施加问题探讨

渗流应力耦合问题是目前数值分析的热点之一,渗流对应力的影响主要体现在渗透荷载上,然而不同学者应用ABAQUS进行渗流应力耦合分析建模时,在水荷载边界条件施加方面出现2种个问题:定义了孔压边界后,是否还有必要施加静水压力;考虑了坝基的渗流作用,是否还需要在坝底面定义扬压力荷载。通过竖向应力平衡和孔隙静水压力平衡理论及算例对这2个问题进行分析,结果表明:在应用ABAQUS进行渗流应力耦合分析时应同时考虑静水压力和孔压边界;当不考虑坝体渗透性时,应施加扬压力,而考虑坝体渗透性时,则无需再单独施加扬压力。分析成果可为研究ABAQUS进行混凝土重力坝渗流应力耦合分析时渗流荷载和水边界条件的施加问题提供参考。     

闸坝安全监测模型构建及运用

统计模型是大坝安全监测资料分析中最常模型,是建立混合模型的基础.主要构建闸坝位移以及扬压力安全监测的统计模型,井运用于某闸坝工程.结果表明,所构建的安全监测模型合理,可行.     

新安江大坝岸坡坝段扬压力偏高成因及其影响

在对新安江水电站坝基扬压力观测资料进行了分析时发现，一些坝段坝基扬压力偏高，为了保证大坝的安全，采用变化规律分析，统计模型分析和综合成因分析等方法，对坝基扬压力偏高的成因进行了分析，认为影响坝坡3、20、22、23号坝段坝基扬压力的主要因素是上游库水位；其次是基岩温度和降水。结果表明，岸坡坝段强度满足规范要求，坝基面未出现拉应力。建议对排水孔进行全面检查和疏通，并有针对性地采取工程加固措施；对3号坝段加强监测和分析。     

基于有限元方法的重力坝强度可靠度计算

有限元方法正逐渐广泛地应用于重力坝应力计算。借助蒙特卡罗数值模拟的有限元可靠度分析能较为准确地计算出重力坝强度可靠度,计算中考虑上游水深、上游泥沙高度、材料强度、材料密度、扬压力折减系数,作为随机输入变量。进一步研究随机输入变量对强度可靠指标的敏感性,得到了一些重要的结论,指出了影响强度可靠度指标的最敏感因子即上游水位和材料强度指标。算例表明借助蒙特卡罗数值模拟的有限元计算大型非线性复杂结构的可靠度简便可行,计算结果能达到所需的精度要求。     

混凝土坝最大扬压力的分析研究

坝基扬压力的大小直接影响大坝的稳定。通过实测资料,对坝基总扬压力建立数值模型,结合小概率法计算,对大坝在确定概率水平下的最大扬压力值进行估计。实例表明,该方法切实可行。