大直径薄壁圆筒直立堤变形机理分析

本文在对大直径薄壁圆筒直立堤变形特征详细调查的基础上,结合钻探、测量、水下检查及不利因素分析,对薄壁圆筒直立堤中部及拐角部位的变形特征和变形机制进行了研究,并结合变形机制确立了补救措施.研究表明:大直径薄壁圆筒的倾斜与筒内填料高度变化之间有着相互因果关系;中部圆筒变形是筒内填料原始缺失,抗倾能力低所致,回填筒内填料即可...     

三峡工程高强锚杆施工工法

三峡永久船闸闸室采用世界先进的独特的混凝土薄壁衬砌墙结构型式,衬砌墙边坡稳定变形要求高,设计锚固荷载大.为有效地减少锚杆密度和钻孔直径,进而减少锚杆工程量,达到减轻因锚固施工而造成对直立岩体扰动伤害的目的,设计采用了高强锚杆将衬砌墙与岩体连接成整体,一方面锚固直立坡浅层岩体;另一方面连结闸室薄衬砌墙混凝土,有效地解决了混凝土衬砌墙自身稳定和船闸运行时期的边坡安全问题.     

睦洲枢纽工程除险加固工程设计

江新联围睦洲枢纽工程由于建设年代较早,经过几十年的运行,水闸与船闸均出现诸多安全隐患。为了保护围内人民的生命财产安全,发挥工程效益,需尽快对睦洲枢纽工程进行除险加固。对睦洲水闸的闸室、闸墩、底板、胸墙、闸门、工作桥、楼梯,以及启闭房等拆除重建,修复消力池及护坦,回填上游冲坑;船闸上下游浆砌石系船墩、闸首启闭室,门库及启闭架拆除重建,延长船闸导航墙,上游右侧连接堤重建堤顶混凝土路面,上下游浆砌石墩进行外包混凝土等除险加固设计。工程实施后,睦洲枢纽工程防洪排涝能力明显提升,均达到了现行设计标准。     

二滩水电站水垫塘抗冲磨修补研究

通过二滩水电站水垫塘底板和护坦多年的抗冲磨修补工程实践,对环氧砂浆修补材料的抗冲击磨蚀性能和施工工艺等进行了持续改进,研制出一种低放热、低热变形温度、耐冲蚀、抗磨蚀的 JME 改性环 氧砂浆抗冲磨修补材料。这有效地满足了二滩水垫塘高温环境对施工的要求并解决了高水头、高流速环境下水垫塘底板、护坦的薄层破损修补问题,对维护水电站的安全运营有重要的影响。     

水力自动滚筒闸门振动特性的数值模拟及试验研究

水力自动滚筒闸门在泥沙淤积的情况下开启自如,可有效利用洪水资源。为将这一构想应用于实践工程,本文在模型试验和理论分析的基础上,结合数值模拟,研究了水力自动滚筒闸门在动水压力作用下的振动特性分布规律。对试验中不同种类运行工况下圆筒闸体振动加速度、振动频率、振动位移等振动特性进行研究与分析。利用ANSYS力学分析软件对横置圆筒闸体进行三维建模。考虑振动等动力学特性,采用双向耦合分析以解决振动与大变形问题,采用有限单元法对瞬态控制方程进行离散。比较振动位移的模拟计算结果与试验所测定结果,其变化趋势基本吻合,均当圆筒顶部在水面线附近时简体的振动位移达到最大。筒体在动水压力作用下的最大位移主要发生在沿水流方向的筒顶位置,需要在运行中加以注意。上述结论对于研究、设计直至具体制造应用这一新型自控闸门提供了重要的理论与试验依据。     

大化水电站溢流坝段水平位移异常原因分析

针对大化水电站观测资料中显示的溢流坝段水平位移夏秋季节趋向下游,与一般混凝土大坝温升向上游位移变化规律相反的异常现象,通过有限元计算和大量实测资料深入对比分析,发现大化水电站溢流坝段特殊的变形规律真实可信,它是坝基地质条件及电站运行方式的真实反映。异常原因为大化电站上游水位变动小而下游水位变幅特别大,泄洪季节下游水压力的垂直分量作用于溢流面和护坦,在上游水压力的联合作用下,引起基岩向下游转动,表现为夏季泄洪坝顶趋向下游。有限元计算表明地基变形模量低,在一定程度上验证了地质缺陷对变形的影响。     

小浪底引黄工程地下连续墙应力变形分析研究

小浪底引黄工程取水口施工围堰采用内径30m的圆形地下连续墙,最大墙深53m,连续墙自上而下穿越低液限粘土夹卵石混合土层、砾岩和灰岩地层,工程地质条件差,施工技术难度大。本文对地下连续墙完成后筒体内土体开挖和连续墙拆除施工过程中连续墙的应力变形进行分析,为连续墙的结构设计和施工方案提供依据。     

新型闸门应力变形及振动原型观测实验

南京市三汉河河口闸采用国内首例双孔护镜门方案,其大闸门上套小闸门的结构设计和运行功能在国际上属于首创.主要介绍了闸门结构的应力、变形及流激振动原型观测实验成果.通过实验,取得了闸门实际运行过程中的应力、变形和振动资料,并依此确定和完善了其安全操作运行规程.三汊河口闸自2005年建成投入运行以来,总体运行情况良好.     

考虑围岩抗剪强度空间变异性的隧道变形分析

为研究岩土体非均质性所产生的低抗剪强度区对隧道变形的影响,利用随机场的计算机模拟,考虑围岩抗剪强度空间变异性进行隧道变形研究。借助FISH语言将土性随机场与FLAC3D模型一对一单元映射,建立二维有限差分各向同性随机场,对不同相关距离和变异系数下低抗剪强度区的特点和发展模式进行分析,同时对各组多次试验结果开展概率统计分析,结合确定性结果研究低抗剪强度区对隧道变形的作用。结果表明,随机场计算机模拟可以很好地再现土层剖面土性的不确定性;增大相关距离和变异系数会导致低抗剪强度区域进一步发展,但两者发展模式有根本不同;低抗剪强度区域的存在会改变地应力对隧道各位置的作用程度。     

饶平县汤溪水库挑流消能设计及其优化

汤溪水库溢洪道采用挑流消能，但常规挑流设计冲坑深度较深，淘刷严重，边坡高度大，支挡费用高。为降低冲坑支挡难度，减少工程投资，结合冲坑段地质条件特殊，抗冲刷能力强的岩土层靠近挑坎的特点，通过物理模型试验从水流形态和抗冲地质条件2个方面优化设计，采用前移挑坎位置、0°平射挑射角等措施可有效前移挑流水舌落点，在保证挑坎安全的前提下溢洪道冲坑冲刷深度大为降低。另外通过模型起挑流量试验，得出小流量下护坦无设置必要，大流量情况下无法保证护坦安全的结论，因此取消了原护坦设计。优化后冲坑两侧采用直径1.2 m的C35连排钢筋混凝土灌注桩+锚索支挡方式，冲坑底部不设置混凝土衬砌护底。方案节省了工程投资，降低了工程施工难度和风险，可以给其他工程带来一定的参考借鉴意义。     

斜坡上梯形潜堤附近流动结构的数值研究

波浪通过斜坡上潜堤时的波形和非线性特性均有显著变化,同时潜堤附近会出现涡流的生成及消散现象,有必要对其深入研究.基于1:20的斜坡上的波浪水槽实验,分析规则波在斜坡上不可渗梯形潜堤附近的动力特性.本文垂向二维波浪数学模型以RANS方程为控制方程,采用非线性涡黏性(各向异性) 紊流传输模型封闭雷诺应力项,利用VOF方法追踪自由表面以及采用源函数造波技术来模拟规则波对斜坡上潜堤的作用,数值计算结果与实验测量数据进行对比,吻合良好.利用数值计算进一步分析了流场、流线、紊动动能及紊动动能耗散率等特性,重点探讨了堤顶水深变化的影响,得到随堤顶水深增大,潜堤的消浪作用将明显减弱.     

波浪对圆柱外接圆弧型防波堤绕射的解析计算

在微幅波绕射理论的基础上,使用特征函数展开法,推导了圆柱外接圆弧型防波堤复合结构的水波绕射的解析解,并据此计算了该结构所受到的波浪载荷以及绕射波面分布。计算结果表明:与单一圆柱相比,外接圆弧型防波堤的存在可明显降低作用于圆柱的波浪载荷和圆柱表面的波浪爬高;采用外接堤表面密实或透空而内圆柱表面透空的结构形式可以取得圆柱防浪的较佳效果;结构透空系数、波浪入射角度、外接堤张角、外堤半径与水深比、水深与波长比等因素的变化对绕射波浪作用均存在一定影响。     

斜坡式海堤结构尺度对越浪量的影响研究

为系统研究坡式海堤结构尺度对越浪量的影响,开展了相关波浪水槽试验,在观察越浪量试验现象的基础上,分别研究了斜坡坡度、防浪墙顶超高、防浪墙高度对斜坡式海堤越浪量的影响。结果表明:防浪墙顶超高对越浪量的影响最为显著,越浪量随防浪墙顶超高的增大而减小,且减小趋势随之变缓,无量纲形式下的越浪量随相对防浪墙顶超高的增大呈现较明显的指数递减关系;随着斜坡坡度的增大,因斜坡面上损耗能量的增加大于反射能量的减少,越浪量总体呈现减小的变化趋势,斜坡坡度对越浪量的影响不及防浪墙顶超高;防浪墙顶超高一旦确定,防浪墙高度对越浪量的影响相对较小。     

波浪荷载对半圆型潜堤作用的数值分析

基于动量源数值造波原理,运用Fluent软件模拟了半圆型潜堤表面波压的分布及变化规律,采用π定理分析了波陡、水深及波长对半圆型潜堤表面波浪力的影响,并通过统计潜堤表面各点所受压力（最大波压力与最小波压力的差值）最大值的分布,给出了半圆型潜堤表面压力最大值出现的位置及概率.分析结果表明,在水深较深时,波陡的改变会使波压力在堤顶至背浪侧发生明显变化;水深波长比的改变,会引起半圆堤两侧波压力不同的变化;波压力的最大值一般发生在堤顶处及其偏向背浪侧附近;半圆堤面上的动波压力最大值主要出现在两侧堤脚附近,随着波高的增加,堤面上各点的动波压力由近似对称分布向两侧受力不同转变.     

斜坡堤护面稳定性的试验研究

为了验证某港口防波堤护面的稳定性,在港池内对堤头和附近堤身建立物理模型,通过波高采集装置得到工程区域的特征波高分布,用目测观察法计算不同区域斜坡堤护面块体的失稳个数并描述越浪情况。结果表明:四角锥体护面块体在斜向波入射时,其稳定性较波浪垂直入射要好,堤身满足稳定性要求,该物理模型较好的反应了波浪对结构物影响的实际情况。根据试验结果在原设计方案的基础上进行优化,通过试验验证得到优化方案符合工程要求,优化方案可行。     

马来西亚巴贡水电站面板堆石坝设计综述

巴贡水电站位于马来西亚沙捞越州中部拉让江支流巴鲁伊河上。大坝为混凝土面板堆石坝,坝顶高程为235.00 m,最大坝高202 m,是目前已建和在建的200 m级以上面板堆石坝之一。坝高库大,填筑材料主要由杂砂岩和部分页岩（泥岩）组成,坝体变形尤其是后期变形,坝体材料分区、压实标准及变形控制,适应坝体变形的止水结构,面板设计,大坝填筑施工期间雨季时段长,降雨量大,解决大坝施工期反渗排水问题等是设计工作中的重点和难点。已有的监测成果表明：在巴贡面板堆石坝的设计、施工中所采用的技术是合适的。     

非淹没双直立圆柱系统波浪爬升的数值模拟

波浪爬升是近海构筑物和海洋平台结构设计中的重要参数。全面掌握波浪的爬升特性有利于结构的安全保证和优化。采用有限元方法建立了求解Berkhoff缓坡方程的数值模型，并计算了非淹没单个直立圆柱周围的波高分布，计算结果与解析解吻合很好。以非淹没双直立圆柱为研究对象，探讨了圆柱间距对波浪爬升的影响。结果表明:上游圆柱周围的波高分布曲线波动较大，但最大相对波高和最小相对波高的发生位置基本与单个圆柱的情况相同；当圆柱间距为1/4波长的奇数倍时，最小相对波高明显减小，圆柱肩部出现第二峰值；而当圆柱间距为1/4波长的偶数倍时，最小相对波高则明显增加，圆柱肩部出现第二谷值。下游圆柱周围的波高分布曲线与单个圆柱的情况相似，但波高相对较小。     

高滩陡坡地形下电力设施海堤的越浪量试验

以浙江舟山某海岛高滩陡坡地形下的电力设施海堤为例,通过物理模型试验,分别研究了平台宽度、平台超高、防浪墙高度对海堤越浪量的影响,并采用方差分析法进行了敏感性分析。结果表明:平台超高对越浪量的影响最为显著,防浪墙高度次之,平台宽度影响最小;无量纲形式下的越浪量随防浪墙顶超高的增大呈现较明显的指数递减关系。据此提出了电力设施海堤防浪结构的合理设置方式。     

椭圆余弦波对V形防波堤绕射波浪力的解析计算

应用椭圆余弦波理论,给出了V形薄壁防波堤的浅水波绕射理论解,对现有Airy微幅波理论进行了有效拓展。通过对V形防波堤的浅水波浪力进行试算,揭示了椭圆余弦波对防波堤的作用规律。计算结果表明:椭圆余弦波理论计算的V形防波堤的最大无量纲波浪力明显大于相同浅水条件下Airy微幅波理论的对应结果,该方法有效拓展了无限长直立薄壁堤的反射波理论。此外,浅水波入射角、V形堤张角和防波堤臂长与水深比等参数的变化均将对V形堤的波浪作用产生相关影响,而V形堤的实际绕射波浪力幅值将随浅水波特征参数值的增大而增大。     

临近地铁站深基坑工程安全评估分析

天津松江东南角二期基坑工程,周围环境复杂,紧邻天津地铁东南角站,因此在其施工作业前应对周边建筑造成的潜在位移影响进行评估,并进行监测。以此为工程背景,结合数值计算分析等手段,预测基坑的开挖对车站的影响程度及可能带来的危害,从而对基坑工程的施工方案、设计、加固及东南角站的运营管理提出指导性的意见,对危险部位事先采取防范措施。结果表明基坑大面积开挖产生的卸荷效应显著,导致坑外土体产生趋向坑内移动的趋势,在土体变形传递效应的影响下地铁车站以及隧道产生一定的沉降和水平位移,基坑降水的影响并不十分显著,一期大基坑开挖对隧道变形影响显著,尤其是对隧道水平位移。建议在大基坑和隧道之间预设注浆纠偏措施并加强变形监测,保证隧道安全。