平底型与反拱型水垫塘动水荷载对比试验研究

水垫塘结构是影响高坝泄洪消能的关键,优化水垫塘底板型式对有效地增加底板稳定性和减小动水荷载至关重要。平底型和反拱型底板作为两种常见的水垫塘结构型式被业界广泛采用,但关于两者的动水荷载特性对比研究尚不多见。基于白鹤滩水电站1∶50整体模型,采用物理模型试验的方法对比了平底型和反拱型水垫塘在时均压强和脉动压强方面的特性。结果表明:反拱型水垫塘底板的时均压强峰值小于平底型,来流方向上反拱型水垫塘底板的时均压强低谷值小于平底型;两种型式水垫塘脉动压强峰值差异较小,反拱型底板整体脉动压强大于平底型,但反拱型脉动压强梯度小于平底型。     

溢流拱坝反拱型水垫塘性能的原型观测与模型试验研究

对长潭岗水电站反拱型水垫塘的动水荷载、底板扬压力、锚固钢筋应力、拱端推力等进行了原体观测,并与水工模型试验结果相验证。结果表明反拱型水垫塘可较好地协调地形、结构和水流条件,曲线形状可使水流平顺;由于采用了拱型结构,底板由抗浮稳定转为抗轴向力,从而改善了底板的受力条件。为了预估不同工况条件下水垫塘的工作特性和进一步完善反拱水垫塘设计理论,还对反拱型水垫塘三维流场进行了数值模拟和进一步的水工模型试验。     

反拱型水垫塘底板结构的稳定性研究

在研究反拱型水垫塘底板上整体水动力荷载特征的基础上,针对反拱底板的结构受力特点,提出了“随机拱”分析模型,对反拱型水垫塘底板结构局部和整体的稳定性进行了定量分析,从板块极限平衡角度给出了反拱型底板优于平底板的量化指标,可为工程设计提供依据。     

反拱水垫塘衬砌结构整体稳定性研究

本文针对拉西瓦水电站的水垫塘的反拱式底板，通过数值计算，研究了正向荷载和反向荷载作用下的锚固钢筋水平、基岩弹性模量、静水压力和板块分块数量对反拱水垫塘底板整体稳定性的影响，论证了底板的稳定性。     

白鹤滩水电站反拱型底板非线性静力分析

基于非线性接触理论,结合有限元分析方法对弦长达到130m、分块较多的反拱底板水垫塘进行敏感性分析,研究正向荷载作用下不同锚固水平和方式、反拱曲率及键槽对反拱水垫塘稳定性的影响.并得出以下结论:锚筋对反拱形底板的整体稳定起关键性作用;均布荷载作用下锚筋均匀分布最利于整体稳定,中间板块不锚固是可以选择的利于成拱的方式;对于弦长达130 m的反拱水垫塘,反拱圆心角74°左右较合理;键槽对局部稳定性有明显提高.     

高拱坝水垫塘底板稳定分析研究

针对高拱坝下的平底水垫塘和反拱水垫塘的稳定分析,根据水垫塘混凝土块体的受力分析和模型试验结果得出:在相同条件下反拱水垫塘的稳定性优于平底水垫塘,但反拱水垫塘底板的稳定性最终归结为拱座的稳定性,一旦拱座失稳,将会导致整个拱圈失事。     

水垫塘底板稳定分析

针对高拱坝下的平底水垫塘和反拱水垫塘的稳定进行分析。根据水垫塘混凝土块体的受力分析和模型试验结果可知：在相同条件下，反拱水垫塘的稳定性优于平底水垫塘，但反拱水垫塘底板的稳定性最终归结为拱座的稳定性，一旦拱座失稳，将会导致整个拱圈失事。     

长潭岗反拱形水垫塘衬砌结构的非线性静动力分析

反拱形底板的稳定主要靠拱座和锚固钢筋维持．利用接触问题处理底板与基岩、拱端与拱座、边坡与基岩的接缝，用杆单元模拟底板与基岩之间的锚固钢筋，对长潭岗反拱形水垫塘衬砌结构进行了非线性静动力计算，得出了水垫塘衬砌结构在接触状态下的位移、应力和拱端推力等．该计算方法对其他大型水垫塘设计计算可提供一些参考。     

平底水垫塘底板块失稳的数值模拟

应用紊动射流理论、瞬变流理论和随机函数模拟方法，建立平底板块失稳的数学模型，用特征线法数值求解得到底板缝中动水压力、流速、板块上举力以及板块失稳水深等。小湾水垫塘板块稳定性试验和溪洛渡反拱水垫塘底板缝隙中动水压强的试验研究表明该模型合理，可预测水垫塘底板块失稳。     

反拱水垫塘与平底水垫塘底板稳定性诸方面之比较

 反拱水垫塘是一种新型消能防冲结构,拟在我国溪洛渡等高拱坝中采用。在高水头、大流量作用下反拱水垫塘能否安全运用其稳定性是关键技术之一。分析了平底水垫塘和反拱水垫塘的稳定性原理,论证了反拱水垫塘底板具有超载能力强、稳定性高的优点,是高拱坝坝身泄洪消能的合理选择。     

高拱坝水垫塘反拱底板衬砌结构的非线性静力分析

本文利用Ansys程度对高拱坝水垫塘衬砌结构进行了全过程计算。在止水结构未破坏以前，衬砌块结构可以看作是作用在弹性地基上的板，利用点-线接触单元模拟水垫塘衬砌块结构之间的接缝以及衬砌与基岩的接触，并对衬砌块与拱端支座的连接形式进行了研究；在止水结构破坏后，衬砌块结构下部受到方向向上的脉动压力和进均压力，拱的作用表现出来，并且衬砌块与基岩之间的锚固钢筋开始作用，这时的结构可看作是一种“反吊拱”。本文利用弹簧单元模拟衬砌块与基岩之间的钢筋进行计算，得到一些用于指导水垫塘设计的结果。     

高拱坝泄洪布置形式与消能防冲设计中的若干问题探讨

对高拱坝泄洪消能中的若干突出问题进行了综述与分析。针对其泄洪消能特点,探讨了解决消能防冲的基本途径,如坝身孔口布置及与之适当的坝下消能形式（水垫塘）。分析了水垫塘内水流结构与消能机理,从而要求水垫塘有足够的消能体积与水垫深度。提出了关于水垫塘体型设计的防护标准及底板防护措施的若干意见。     

EXPERIMENTAL RESEARCH ON CHARACTERISTICS OF HYDRODYNAMIC PRESSURE SPREADING IN THE BASE GAP OF ARCH INVERTED PLUNGE POOL

1 .　INTRODUCTIONForanytypeofplungepoolinhydraulicengi neering ,thehydrodynamic pressurespreadinginthebasegapwhichlocatesbetweenthetieapronandtherockiscloselyrelatedtothestabilizationoftheapron .Pressurecharacteristicsinthebasegapoftheflat bottom plungepoolwereresearchedbymanyauthors ,e .g .,Virgilio[1] atanearlystageandLiu[2 ] ,Zhang[3] andSun[4 ] inrecent years.However ,thebehaviorofthehydrodynamicpres sureinthebase gapofthearchinverted plungepoolisstillunclear .Thesetwotypesareentirel…     

高拱坝下游水垫塘体形比选试验研究

水垫塘作为高拱坝泄洪消能的一种重要形式,已经在众多工程中采用。本文分别对水垫塘2类（平底和反拱）3种体形——平底、反拱圆弧底、反拱抛物线底进行了水力特性研究,从水垫塘体形、塘中水舌流态、塘底冲击压强、岸坡落石运动等不同角度分析论证了3种水垫塘的水力学特性。最后得出结论：圆弧底反拱水垫塘优于其它2种形式并推荐工程采用。     

反拱水垫塘在拉西瓦特高拱坝工程中的应用及研究成果综述

为了实现反拱水垫塘在高水头、窄河谷、高地应力和水垫塘长度受限制条件下的应用，采用各种物理模型试验、结构仿真计算和流行元超载能力分析等多种研究方法，解决了反拱水垫塘适应条件、作用荷载、工作机理、稳定机理、破坏机理、承载能力、成拱条件、体型结构和构造等关键技术问题，实现了反拱水垫塘在拉西瓦250m特高拱坝中的应用。连续运行半年，监测结果表明反拱水垫塘运行正常，满足设计要求。     

石门坎水电站拱坝泄洪消能水工模型试验研究

为了弄清石门坎水电站拱坝泄洪消能的能力,通过拱坝泄流能力水工模型试验,分别模拟3个表孔和两个中孔单独或表孔、中孔联合运用条件下泄流能力、出口流速、压力分布及消能冲刷情况。以验证原设计方案中表孔、中孔体型设计是否合理,从而最终确定表孔、中孔的设计体型。模拟泄洪过程中消力池底板的受力情况变化,根据受力情况提出改善措施,防止发生揭底破坏。对泄洪的雾化问题进行简单分析,提出意见。     

FLOOD DISCHARGE AND ENERGY DISSIPATION BY JETS FROM OUTLETS IN HIGH ARCH DAM

ＢＲＩＥＦＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＯＦＴＨＥＰＡＰＥＲ :　Ｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓｍａｉｎｌｙｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ (1)ｏｎｔｈｅｄｉｆｆｕｓｉｏｎｏｆａｎａｅｒａｔｅｄｊｅｔｉｎｔｈｅｗａｔｅｒｃｕｓｈｉｏｎ ｐｏｏｌ,(2 )ｏｎｔｈｅｌｏｃａｌｒｉｖｅｒｂｅｄｓｃｏｕｒ ,ａｎｄ (3)ｏｎｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｉｎｖｅｒｔｅｄａｒｃｈｃｕｓｈｉｏｎ ｐｏｏｌａｎｄｔｈｅｆｌａｔ ｂｏｔｔｏｍｅｄｏｎｅｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｌａｒｇｅｄｉｓｃｈａｒｇｅａｎｄｈｉｇｈｗａｔｅｒ…