折板消能竖井中的折板功能分析

折板是折板消能竖井的关键结构。本文以模型试验为依托,测试了折板消能竖井的水力特性,分析了不同典型位置折板的功能及布置准则,结果显示:首层折板的主要功能为承接和调节水流,使其平顺地跌向次层折板,首层折板与竖井入流口的间距是影响首层折板功能发挥的主要因素,该值过大易引起水流不能跌至首层折板或水流直接冲击中隔板等不利现象;中间层折板的主要功能为消能,折板间距是影响其功能发挥的主要因素,折板间距过大会影响消能效率,过小会影响过流能力;水下折板的主要功能为消能和除气,根据试验资料,当水下折板至少设置2~3层时,即可良好地满足其功能需求。     

折板消能竖井水力转捩特征研究

本文以模型试验为依托,对折板消能竖井的流动型态、消能特征等的转捩特征及影响因素进行了分析,并对水力转捩点附近的弗氏数进行了计算,结果显示:随着折板间距及过流流量的增大,易引起流动型态从往复跌流向S型贴壁流的转变,伴随流动型态的转变,消能特征亦表现出转捩特征;当无量纲流量Q~*为0.020~0.060、无量纲折板间距h~*为0.40~0.85时,水力转捩点附近的弗氏数约为2.60。在上述分析的基础上,推导了Q~*为0.020~0.060、h~*为0.40~0.85时折板间距取值需满足的参数关系式,经检验,该关系式可良好地反映竖井中的水力特性且与试验及应用实例符合良好,因此可为折板间距的确定提供技术参考。     

折板跌落式竖井设计约束条件研究

结合国内深层隧道排水工程-广州市东濠涌深层排水隧道,通过物理模型试验探讨了不同折板间距情况下折板竖井消能规律,并根据竖井中水流在折板间需满足的过流能力及充分消能的约束条件,研究了折板竖井消能的最大过流流量及稳定消能边界,提出了折板竖井设计应同时满足的约束条件以及折板通气孔的推荐位置。研究表明,在折板间距与折板宽度的比值小于0.408时,约束条件只有最大过流能力;当比值大于0.408时,只需考虑充分消能的约束条件。     

大型超深竖井滑模结构设计优化及安装施工——以巴基斯坦N-J水电工程为例

巴基斯坦N-J水电工程调压竖井井壁衬砌采用滑模施工。为进一步提高滑模施工的安全性、可靠性及混凝土衬砌质量,降低劳动强度,对滑模的下料系统、模板系统进行了优化改造,并从多角度比较分析了不同施工方案的优劣。滑模生产实际及受力有限元分析结果表明,其结构强度满足施工要求。此外,通过方案对比分析,介绍了该工程采用的竖井底部安装技术,可为相关工程提供参考。     

某水库溢洪道方形消力竖井优化研究

某水库工程侧槽式溢洪道方形消力竖井水工模型试验表明,由于竖井断面尺寸和深度较小,宣泄校核洪水时部分水流直接冲击泄洪洞段进口底板,造成洞进口段流态恶劣。宣泄校核洪水时竖井段各测点的计算空化数介于0. 13～0. 82之间,井壁处个别位置的空化数略小于初生空化数,可能产生空蚀。设计洪水和校核洪水时消能竖井消能率约为53%。应用RNG k-ε模型并结合VOF方法通过系列数值模拟试验对消力井的设计方案进行修改优化,提出了增加消力井深度至8 m、方井宽度增加至8 m的方案,其余尺寸不变。数值模拟数据表明,消力井的尺寸满足设计和校核洪水的安全泄流要求,校核流量工况消能率达到65. 55%,消力井最大负压相对于原方案降低了约为50%,最小空化数由原方案的0. 13提高到了0. 38。     

基于FLUENT的折板絮凝池三维涡旋水流数值模拟

折板絮凝池复杂的涡旋流场对絮凝效果具有重大影响,借助大型流体软件FLUENT,采用κ-ε方程对不同角度的折板絮凝池内涡旋水流进行了数值模拟,比较不同折板絮凝池内水流流态和压力状态,结果表明90°异波折板与90°同波波折板组合对提高絮凝效果最为有利,这为折板絮凝池的工程设计提供了重要的参考价值.     

跌流竖井结构优化及其气压特性数值模拟

针对入流水舌引起的跌流竖井内负压过大问题,对前人研究中的原始竖井模型进行了结构优化设计。采用可实现的 k-ε 湍流模型以及VOF两相流模型研究了不同入流量下原始竖井模型和优化竖井模型中的流态分布规律及气压分布情况,建立了可用于确定优化竖井模型中通气管道底部安装高程的水舌撞击模型,探讨了通气管道相对进水管的位置对优化模型中气压分布的影响。结果表明:进水管附近的跌落水舌束窄了井内气体的正常流通通道,水舌上方形成了大面积气体回流区,水舌下方补气不足,进水管附近负压突增现象明显;建立的水舌撞击模型能够较准确地预测出水舌末端的撞击点位置,最大误差不超过10%;得到的通气管道底部安装高程为2.31 m,顶部高程略高于进水管上壁面;相比原始竖井模型,优化竖井模型能够使负压突增区的压差降低70%以上,并且当通气管道与进水管水平中心延长线之间的夹角为30°时,优化竖井模型所发挥的效果最好。     

土岩结合地区地铁工程施工竖井断面形式及支护参数优化研究

针对目前国内暗挖地铁工程施工竖井断面形式及支护参数设计多以工程类比法为主，设计安全系数偏大，没有充分利用支护与围岩自身性能的现状这一问题，以某土岩结合地区地铁工程为背景，选取多个竖井进行理论分析，通过数值方法对不同侧压荷载作用下，不同断面在不同深度位置受力情况进行分析研究。研究结果表明:竖井的断面形式及支护参数应根据其地质条件不同，结合地质条件下结构受力、使用功能进行综合比选进行确定。     

安格庄水库泄洪洞竖井闸室有限元分析

为研究竖井式进水口闸室不同运行工况下的应力应变特性,采用MIDAS/GTS软件,建立三维有限元模型,通过数值模拟方法进行分析,找出结构薄弱部位和各运行工况的最大影响因素,为优化竖井闸室结构设计提供重要依据,计算结果对类似工程的优化设计有一定的参考价值.     

东周窑矿斜井施工模拟优化研究

通过对同煤集团东周窑矿副斜井施工实测数据的统计分析,应用斜井施工优化分析系统对其进行了实际的模拟试验,模拟结果与实际结果月偏差率最大不超过10%,长期偏差仅为0.47%,充分证明模拟模型的建立是正确的、可靠的.通过对模拟结果的系统分析,可以快速地对系统进行诊断,发现系统问题之所在,便于寻找施工优化之途径.在此模拟基础上...     

三角形迷宫流道滴灌灌水器结构参数及水力特性研究

以滴灌灌水器三角形迷宫流道结构为研究单元,利用均匀设计方法,结合计算流体动力学软件Fluent6．2对流道内部流体的流动进行了数值模拟,通过多元回归计算．获得流道各结构参数与流量系数和流态指数的量化关系。分析这一量化关系表明．流道转角与流量成负相关,与流态指数成正相关;流道宽与流量成正相关,与流态指数成负相关;齿高与流量成负相关,与流态指数成正相关。同时分析了灌水器内部流道的水力性能和流场特性．为三角形迷宫流道滴灌灌水器的研发提供了相应的理论依据。     

基于无导洞方法的连拱隧道结构设计与施工研究

以黄延高速公路羊泉沟连拱隧道为依托,提出在IV级围岩中采用无导洞施工方法,采用工程类比对该隧道结构支护参数进行了多方案比选,介绍了该隧道的工程地质水文地质概况、支护结构设计、施工工序安排与要点。基于有限元方法对其施工全过程进行了三维数值分析,获得了隧道结构体系力学性状随施工过程的变化规律,为设计与施工方案提供了理论依据。     

三角形迷宫流道滴灌灌水器结构参数及水力特性研究

以滴灌灌水器三角形迷宫流道结构为研究单元,利用均匀设计方法,结合计算流体动力学软件Fluent6.2对流道内部流体的流动进行了数值模拟,通过多元回归计算,获得流道各结构参数与流量系数和流态指数的量化关系。分析这一量化关系表明,流道转角与流量成负相关,与流态指数成正相关;流道宽与流量成正相关,与流态指数成负相关;齿高与流量成负相关,与流态指数成正相关。同时分析了灌水器内部流道的水力性能和流场特性,为三角形迷宫流道滴灌灌水器的研发提供了相应的理论依据。     

河曲引黄灌溉工程隧洞竖井施工设计

河曲引黄灌溉工程有一条长3345m的隧洞。为了这条施工隧洞的通风和排烟,需要开挖三条通风竖并。文中叙述了竖井的设计、通风竖井断面的支护方法和其施工过程。     

非线性水电工程模型的参数优化

给出了非线性水电工程模型的参数优化的一种改进基因算法，并通过实例计算对该法与传统参数优化方法进行了比较，结果表明，该法直观，简单，拟合精度高，通用性强，易为广大水电工程技术人员理解和使用。     

基于结构分析的深厚砂层竖井施工安全监测布设思考

为监控深厚砂层竖井结构施工和运行安全,应布设地下水位、变形和应力应变等监测项目,以全面及时反映竖井工作状态。通过结构计算分析,根据岩土工程安全监测布设原则,结合施工方法等工程实际,对该竖井的监测布设进行探讨和思考,总结经验以供本工程及类似工程监测布设参考。     

水电站阻抗式受力复杂调压井设计

引水式水电站中的调压井在系统稳定运行中起着重要作用。针对低水头、大流量、长距离引水隧洞的水电站,通过水力学、传统结构力学和有限元三种方法对简单式、阻抗式和带上室的简单式三种调压井形式进行计算比选。结果表明:阻抗式调压井具有经济性、波动衰减快、水头损失小、结构简单、施工方便等优点;对于稳定断面大、井筒高、体形多变及受力复杂的调压井,采用结构力学法和有限元法进行调压井计算,阻抗式调压井的受力较小,整体稳定,选用阻抗式调压井是合理的。因此,此方法具有的理论意义与工程实践价值。更多还原     

基于结构面几何参数的深部隧洞围岩破坏机理研究

岩体的强度主要由结构面控制,为确定结构面对隧洞围岩的影响,在对围岩中单一结构面的应力分布和破坏形式进行理论分析的基础上,研究了结构面倾角以及结构面到隧洞中心的距离对节理围岩破坏机理的影响。并利用3DEC离散元程序分别对不同结构面分布、不同岩石强度和结构面强度下18种组合的围岩变形进行了计算,分析了结构面不同分布情况下围岩的破坏模式;对比分析岩石、结构面强度不同组合下岩石强度和变形特征,研究了结构面力学变形性质在岩体损伤破坏中的贡献。研究结果表明:结构面距开挖轮廓线越近越容易发生破坏;结构面倾角影响结构面首先发生破坏的位置;结构面的分布决定围岩首先发生破坏的位置,结构面的破坏不一定会导致围岩的破坏。研究成果对不同结构面组合分布的围岩变形和破坏分析具有一定的指导意义。