冲击墩、台阶与消能塘联合消能的试验研究

对泄水建筑物消能工形式的选择是水能资源开发中的重要环节。某水利工程输水洞下游消能塘采用冲击墩、台阶与消能塘联合消能的方式进行消能设计,为研究三种消能工的消能效果,通过模型试验对其消能工的消能率进行对比分析,共进行两种工况的消能方案计算,分别为冲击墩与消能塘联合消能、冲击墩与台阶及消能塘三者联合消能。计算结果表明,三者联合消能方式可以有效消除输水洞水流入塘时的能量从而减轻水流对下游河床及岸边的冲刷,达到保护工程安全的目的。更多还原     

玉石水库影响下的碧流河水库洪水预报方法

流域内水利工程的建立可能会改变原有的产汇流机制,以碧流河水库为例,结合日模型和日供水,利用水量平衡估算水利工程的拦蓄作用,提出一种产流模型计算改进方法;并结合降雨、蒸发、前期土壤含水率、遥感等资料验证模型预报结果的合理性。模型计算结果表明,改进后的模型能有效提高碧流河水库的洪水预报精度,对该水库的防洪调度具有重要意义。     

液化土中管道随机地震响应分析与可靠度评价研究

地震作用下饱和砂土液化会导致埋地管道上浮,引起系统功能失效。为探究液化场地中埋地管道的地震响应和可靠度水平,充分考虑地震动的随机性和非平稳性,提出了基于概率密度演化法和等价极值分布的概率分析方法,从超孔隙水压力、加速度和结构位移变形三方面对埋地管道进行随机动力分析和可靠度评价。结果表明：地震动的随机性对埋地管道的动力响应有显著影响,传统的确定性分析方法可能会低估管道的地震响应,提出的分析方法能较全面地研究管道的上浮机理和可靠度水平;地震作用下,孔隙水压力上升,导致土壤有效应力下降,进而发生土壤液化是管道上浮的主要原因;两侧土壤向管道底部的挤压和指向管底的渗流压力进一步加剧了管道的抬升。最后,基于成灾机理研究了U型碎石排水对埋地管道的减灾效果和机理。提出的随机概率分析方法,可以对管道的上浮机理和可靠度做出较为准确的分析。     

Rayleigh波作用下圆形隧洞衬砌横向内力的解析解

 考虑土–结构相互作用,Rayleigh面波入射下隧洞衬砌的横向内力解析解至今比较少见。采用拟静力法,基于地下结构力学和平面弹性波动理论,推导出均匀介质中Rayleigh波以任意角度入射时圆形隧洞衬砌的横向内力解析解,考察土–结构交界面之间存在完全滑移和无滑移2种极限接触状态。算例表明,在Rayleigh波作用下,当其传播方向与隧洞轴向垂直时,衬砌的横向内力取得最大值,且内力在2种极限接触状态下的差别不大;与SV波作用效应相比,Rayleigh波作用下的衬砌横向内力均要大,尤其是轴力要大很多,这是由于Rayleig波中的P波分量造成的。浅埋隧洞衬砌的抗震设计,应充分重视Rayleigh波的作用效应。     

带有损伤的圆沉箱靠船墩结构的动力有限元分析

水运港口码头结构在使用过程中可能受到损伤破坏,研究损伤对码头结构的动力响应的影响 有明确的价值。当前对于码头结构损伤的研究普遍集中于高桩码头的结构形式。针对北方某港圆沉箱 重力式靠船墩结构,分析了结构易发生损坏的位置。利用ＡＢＡＱＵＳ有限元软件,采用混凝土损伤塑性 （ＣＤＰ）模型,用Ｃｏｈｅｓｉｖｅ单元模拟结构的初始损伤。分析计算了结构损伤的存在对结构自振频率、地震 动响应的影响,比较了地震动输入方向对特定位置初始损伤发展的影响。根据数值分析结果,得出了损 伤会引起结构动力响应呈规律性改变并且特定地震加载方向对结构损伤扩展影响程度不同的结论。     

某人工弯道式渠首分层取水结构段模型试验研究

以某人工弯道式渠首改造工程为背景,在人工弯道式渠首泄洪闸上游设置分层取水结构段,用 水平隔板将水流分开,上层引水、下层冲沙。研究了分层取水建筑物的水力特性,解决了人工弯道式渠 首建筑物的引水和排沙问题。为确定该分层取水结构段的结构设计合理性,采用水工模型试验方法,分 别对不冲沙和泄洪闸单孔冲沙两种试验工况,观察分析了分层取水结构段的水流流态,并测量各个断面 的水深、流速、引水流量和冲沙流量等水力要素。结果表明:该分层取水结构段能达到设计的引水流量 要求;且单孔冲沙时,闸门开度越大,冲沙效果越好。该试验结果可为类似的多泥沙河流的综合整治工 作提供借鉴。     

比例边界有限元模拟裂纹和夹杂动力相互作用

基于三角形背景网格,任意结构可用 （ ）边多边形比例边界有限元 （Polygon Scaled Boundary Finite Elements, PSBFE）自动离散。相对以往基于比例边界有限元（SBFEM）的应用,该多边形单元不但继承SBFEM半解析求解裂纹尖端奇异性的特性,而且在模拟复杂结构的网格生成和裂纹扩展上具有更高的通用性。本文首次用该单元模拟了动荷载下复合材料裂纹和夹杂相互作用。动荷载稳定裂纹情况下,PSBFE计算结果同现有文献吻合良好,在此基础上,本文结合基于拓扑的局部网格重剖分方法,模拟了动荷载下夹杂和扩展裂纹相互作用。结果表明,硬质夹杂和软质夹杂对结构的动力应力强度因子分别起到抑制和放大的作用。夹杂尺寸,夹杂大小也会在一定范围内影响动力应力强度因子,尺寸越大距离裂纹越近的夹杂影响越大。     

挡土墙土压力非线性分布的计算方法研究

基于数学方法对斜单元体进行力和力矩的平衡分析, 得到了墙背粗糙且填土坡面倾斜情况下的土压力解析解, 并进一步分析了填土坡面倾角对土压力的影响。对比分析表明: 经典朗肯土压力理论可看作是解析解在墙背光滑、填土坡面水平情况下的特例; 在填土内摩擦角一定时, 挡土墙墙后滑动楔体的极限破裂角随着填土坡面倾角或墙土之间摩擦角的增大而减小。基于解析解得到的土压力分布呈现明显的非线性特征, 且在填土面水平情况下挡土墙墙脚处的土压力为0, 这与实测数据取得了很好的一致。分析还表明, 随着填土坡面倾角的增大, 墙脚处的土压     

河谷地形对高土石坝动力反应特性影响的分析

应用三维完全非线性动力弹塑性分析方法,研究了狭窄河谷中高土石坝的动力反应特性,通过计算分析,给出了不同河谷形状特性下高土石坝的剪应变和永久位移分布规律。结果表明：狭窄河谷地形导致大坝动力反应表现出较强的空间三维效应,河谷形状对坝体的剪应变和位移有显著影响;对称河谷时坝体的剪应变呈椭圆形往外延伸,最大值出现在坝顶心墙处;当河谷宽高比相对较小时,河谷形状对坝体的约束作用较强,位移增大的趋势相对较为明显;在同样河谷形状特性的情况下,宽河谷情况下的位移较缓岸坡情况下坝顶沉降要大些。本文结论可为狭窄地形强震地区的大坝设计提供依据。     

地震波倾斜入射对土石坝动力反应的影响

为研究土石坝在地震波倾斜入射时的动力反应,采用粘性人工边界及其对应的等效荷载地震动输入方法,对某典型土石坝有限元模型,分别计算了SV波和P波以不同角度、不同方向入射时的坝体动力反应,探讨了坝顶加速度放大系数随入射角度的变化规律。结果表明,随地震波入射角度的变化,坝顶加速度反应存在明显的差异,且在入射角度较大时表现得更加显著,说明行波效应的影响增强;此外,地震波自上、下游两侧入射时的结果截然不同。因此,在土石坝抗震设计及安全评价中,考虑地震波倾斜入射以及行波效应的影响是十分必要的。