某溢流坝闸墩裂缝成因探讨

结合使用三维有限元法,对某溢流坝闸墩的裂缝成因进行分析和探讨。结果表明,在正常工况荷载作用下,闸墩不会产生裂缝;浇筑时的温度应力及混凝土的施工质量达不到要求是闸墩裂缝产生的最可能的原因。     

宽尾墩阶梯溢流坝出闸室水舌下缘挑距水力计算

将宽尾墩安置在阶梯溢流坝上游,形成宽尾墩和阶梯溢流坝面相结合的消能设施,水流具有其独特的特点.结合索风营水电站宽尾墩后接台阶式溢流坝消能设施的物理模型实验和数值模拟结果,对出闸室抛物型跌落射流进行了研究,综合出闸室水流的影响因素给出了水舌下缘挑距的计算关系式,分析了堰面坡度和挑坎高度对挑距的影响,并利用已建类似工程的实验数据进行了验算.结果表明,给出的计算公式可供估算类似工程水舌下缘挑距参考应用.     

湖南株溪口水电站溢流坝闸墩牛腿支撑计算实例

0．概述 株溪口水电站工程位于资水干流中游,是以发电为主兼有航运等综合利用的水电工程。坝址地处湖南省安化县境内,枢纽建筑物主要由右岸混凝土挡水坝、右岸电站厂房、溢流坝、左岸船闸和左岸土石坝组成．水库正常蓄水位87．5m,总库容3330万m^3,电站装机4×18．5MW灯泡机组,多年平均发电量2．95亿KWh。坝轴线全长475．3m,坝顶高程95．7m．坝顶6．0m宽公路桥贯通两岸。     

双断级滑行艇水动力特性数值研究

基于CFD方法对某双断级滑行艇在不同航速下的绕流场进行了数值模拟,通过与试验值的对比验证了数值方法的可行性,结合试验中航态的变化研究了断级后空穴产生机理、艇底湿表面、压力分布及各滑行面的负荷系数.数值模拟结果表明:断级后低压区是空穴形成的直接原因,空穴核心区域以气相为主,外围则为水气混合物;空穴的存在减少了断级后的浸湿面积,并导致艇底压力的阶跃式变化;当容积弗劳德数Fr2.63时,驻点线与艏部第一断级相交,导致该断级后部出现较大的浸湿面,在设计中应予以避免;在滑行阶段,第二断级后滑行面提供大部分的升力,其最大负荷系数为0.67.     

新型宽尾墩和阶梯式溢流坝面一体化消能工数值模拟

将宽尾墩、阶梯溢流坝和消力池联合起来形成一体化的水工消能设施,充分利用了宽尾墩和阶梯溢流坝的优点,单宽流量比纯阶梯溢流坝可增大数倍.采用k-ε双方程紊流模型对这种一体化消能工进行了三维数值模拟,描述了在索风营水电站应用的X型宽尾墩,给出了模拟得到的大曲率水气交界面、宽尾墩墩体压力、消力池压力及流速分布,并与模型实验结果进行了对比,吻合良好.研究结果表明,X型宽尾墩、阶梯式溢流坝面和消力池一体化设施的消能作用是良好的.     

利用有限元方法研究溢流坝闸墩裂缝加固方案

用三维有限元法和瞬态温度场理论对丰满溢流坝闸墩裂缝的情况进行了应力分析,建立了计算模型,对6种可能的施工过程所涉及的预锚力对闸墩应力的影响进行了组合模拟计算和分析比较,给出了坝顶钻孔加压灌浆、同时对闸墩施加水平锚索的加固方案。     

拱坝坝面动水压力的加权余量解法

本文假定库水为无粘性的不可压缩流体,将坝-水系统作为三维问题.利用加权余量法给出了一种求解拱坝坝面动水压力的计算方法.文中研究了矩形河谷上拱坝坝面动水压力的分布规律,并讨论了河谷宽高比和拱坝中心角等因素对坝面动水压力的影响.算例结果表明,本文所建议的方案简便易行,计算效率高,是求解拱坝坝面动水压力的一种较好方法.     

空心薄壁墩水化热温度效应研究

采用热-结构耦合分析的方法对水化热引起的空心薄壁墩的温度效应进行分析,计算中考虑了混凝土弹性模量随龄期的变化.利用ANSYS软件模拟178m高墩施工进程中的水化热温度效应,得到空心墩墩底实体段、墩身、以及节段接缝处的温度和应力随时间的变化规律,结果表明与一般大体积混凝土的温度效应不同,空心薄壁混凝土结构由于水化热引起的温度升高不超过40℃,但温度应力比较大,最大温度应力达到6MPa,值得设计施工人员认真对待.     

泄洪洞进水塔预应力闸墩承载特性研究

预应力锚固技术是改善大型弧门结构应力状态、优化闸墩结构的重要工程措施之一.针对某泄洪洞进水塔,建立了三维数值模型,采用有限元法进行了计算分析;以施工期和运行期闸墩混凝土应力状态为控制标准,进行了预应力方案的比选,并进行了锚索张力、弧门水推力和库水压力等荷载的敏感性分析.计算结果表明:随着拉锚系数的增加,预应力区混凝土的压应力数值增加,上游预留平孔位置和下游支撑结构位置的应力集中程度也增加;在预留平孔附近位置主要受锚索张力影响,是应力集中区域,需要配置环形受拉钢筋;在预留平孔下游部位,弧门水推力和边墙外库水压力造成的拉应力区可以通过锚索张力产生预压应力得到有效地降低或消除;而预留平孔上游部位出现的较大拉应力,则由弧门水推力、锚索张力和边墙外水压力共同作用形成,需要加大边墙厚度或配置受拉钢筋.     

预应力闸墩颈缩体形研究

以某水电站溢洪道堰闸坝段中墩为研究对象,以ANSYS软件为平台对预应力闸墩在不同荷载组合工况下进行计算分析。针对闸墩颈部拉应力较大的实际受力情况,对预应力闸墩颈部采取颈缩措施。采取在长度、深度和高度三个方向颈缩的方案,并分别建立了有限元模型。对颈缩的长度、高度、深度在不同尺寸下的计算结果进行对比分析研究,确定最佳颈缩尺寸。其计算分析研究结果为工程设计提供参考,以利于改进和优化闸墩结构设计。     

顶部设置橡胶坝的复合型溢流堰试验研究

结合实际工程,对某顶部设置橡胶坝的复合型溢流堰进行了体型优化及过流能力两个方面的试验研究。模型试验表明:原设计方案的堰面存在大面积负压,不利于大坝安全运行,需要对复合堰的体型进行优化。另一方面,该复合堰由于堰顶设置了平台及橡胶坝袋的影响,其过流能力略低于一般实用堰。经多组修改方案试验比较,最终采用堰顶平台设凹槽、平台下游为幂曲线的复合型剖面。修改后的堰型有效减少了堰面负压区面积,改善了流态,并获得相对较高的流量系数。通过试验给出的复合型实用堰剖面形式及流量系数值为工程设计提供了可靠的依据。     

古田溪一级重力坝抗震安全研究

采用悬臂梁振型分解反应谱法研究重力坝地震响应.提供了不等间距的悬臂梁柔度计算公式,考虑了地震动水压力的作用与地基弹性的影响,研制了相应的计算程序.利用该程序对古田溪一级重力坝进行了地震烈度7度的抗震计算,得出了一些有价值的结论.     

不同土地利用类型水土保持特征研究

在富阳、安吉、平江和沐川连续两年对集约经营型竹林、粗放经营型竹林、天然次生林、针叶林、经济林、农耕地等6种植被类型试验样地进行地表径流和侵蚀产沙观测研究。结果表明：(1)不同土地利用类型/植被类型地表径流差异显著,天然次生林年地表径流量和径流系数最小,其次是针叶林、集约经营型竹林和经济林,粗放经营型竹林年地表径流量、径流系数较大。农耕地年地表径流量、径流系数最大,是天然次生林的3~8倍。(2)不同土地利用类型/植被类型土壤侵蚀模数差异也表现出相似规律。天然次生林土壤侵蚀模数最小,其次是针叶林,粗放经营型竹林、集约经营型竹林和经济林较大。农耕地土壤侵蚀模数最大,是天然次生林的3~9倍。(3)我国东部-西部梯度上不同土地利用类型的水土保持特征差异显著。东部地区的地表径流系数和土壤侵蚀模数均显著低于中西部地区。这与我国东部、西部不同的自然条件、经济社会发展水平和水土保持生态建设现状相关。 关键词：土地利用类型;水土保持;地表径流;径流系数;土壤侵蚀模数;东-西部梯度     

乌江上游筑坝蓄水后各水库浮游硅藻及浮游动物群落生态特征

对乌江上游11个水库24个点进行4次采样,在样品分析中共记录到浮游硅藻77种,隶属于2纲7目9科21属;浮游动物71种,其中轮虫10属25种,占总种数的35.21%;枝角类10属23种,总种数的32.39%;桡足类11属23种,占总种数的32.39%。调查结果显示乌江上游各湖泊水库的浮游硅藻及浮游动物的群落多样性低,特别是乌江渡水库及偏岩河河段,在2008年4月份以华丽星杆藻(Asterionella formosaHassall)为主酱油色的水体,为轻度硅藻水华,浮游硅藻及浮游动物的多样性最低。各水库中的浮游硅藻主要优势种为小环藻属(Cy-clotollakutzing)、尖针杆藻(Syneder acuskuetzing),华丽星杆藻(Asterionella formosaHassall),并呈季节性的交替变化;浮游动物主要是轮虫(Keratella cochlearisGosse)密度变化最为明显,枝角类(Cladocera)、桡足类(Copepo-da)变化不明显。     

库区交汇河段水动力特性试验

以辽宁大凌河白石水库库区交汇河段为研究对象,通过模型试验,研究不同因素影响下其水动力特性的变化。结果表明:库区交汇流河段水深沿程增加,过流面积沿程加大,交汇口以上干支流流速沿程增加,而交汇口以下流速呈现沿程减小的显著特征;在入汇口下游的支流同侧必然存在回流区,随着汇流比的增加,回流区范围增大;坝前水位升高时,交汇区内流速绝对值减小,沿程变化率减小,主流线弯曲程度加大,回流区范围增大。     

不同水模型的甲醇水混合溶液的扩散性质

本文对不同水模型的甲醇水混合溶液的扩散性质做了研究,模拟所得结果与文献值很接近。甲醇的扩散系数随甲醇质量浓度增加而增大,TIP3P、TIP4P,TIP5P水的扩散系数随甲肆浓度增加而减小,采用TIP4P和TIP5P水模型所得结果与实验值更为接近,TIP3P水模型扩散系数较实验值精有偏低。     

波形折流杆换热器的工业实验研究

对波形折流杆换热器的传热性能和壳程流体阻力性能进行了工业实验研究，管程流体为工业热醋酸，壳程流体采用循环冷却水。通过实验得到了该换热器在设计工况下的总传热系数，并应用修正的威尔逊图解法得到了管程、壳程传热准数关系式。     

浅俯淹没射流水力特性

为探讨浅附淹没射流的水力特性,采用粒子成像测速技术获得水垫塘精细流场,系统分析淹没射流区和附壁射流区纵面二维流速分布规律。通过研究获得了淹没射流区和附壁射流区沿流程流速衰减和垂直于主流断面流速分布的公式。结果表明,浅俯淹没射流沿入射角射入水垫塘,射流潜底的俯角大于入射角;淹没射流区沿程流速衰减率大于附壁射流区;淹没射流区和附壁射流区沿程各垂直于主流的断面流速分布具有相似性或自保持性。     

不同侧压系数下复合地层变形破坏特征数值模拟

针对中国中西部挤压造山带大埋深不同侧压系数(0.5~2.0)下复合地层在工程开挖扰动下复杂叠加的变形破坏特征,采用有限差分程序FLAC3D对3种不同组合型式的复合地层开展了数值模拟研究。同时结合软岩和硬岩解析解的分析对比,发现开挖卸荷作用下复合地层位移量比均质软岩小,前者随侧压系数增加位移量较大的点由顶拱向边墙转移变化。硬岩中富集的主应力比软岩中高。软岩塑性区半径最大的是前软后硬型,比上下叠置型复合地层的结果大很多。后者接近该深度下的均质软岩隧道的塑性圈半径。本文结果可为复合地层中隧道工程设计和施工提供参考。     

粗糙度对微细通道内流动特性影响的实验研究

对几何特性相似而粗糙度不同的3种不锈钢矩形微槽内水、乙醇和正己烷的流动特性进行了实验研究.研究发现,在层流区随着雷诺数(Re)的增大,摩擦阻力常数fRe也缓慢增大,与传统理论的fRe是常数不同,且相对粗糙度越大,fRe值也越大.对于相对粗糙度较小(k/D_h<3%)的两种微槽转捩Re均在1 685～1 760之间,与传统理论相比,转捩并未提前.但相对粗糙度为3.15%的微槽的转捩Re数为1 500,与传统理论相比,转捩已提前.层流区摩擦阻力系数均高于传统理论预测值,相对粗糙度较小(k/D_h<3%)的两个微槽的摩擦阻力系数在Re<1 600的层流区域基本相同。但在Re=200～2 800的测量范围内,相对粗糙度大于3%的微槽的摩擦阻力系数均比相对粗糙度小于3%的微槽的要大.过渡区域的摩擦阻力系数均比传统预测值高30%～40%.工质极性对摩擦阻力的影响很小.