輸水工程冰力學模型試驗及數值模擬.pdf

1、南水北調中線工程是為了解決我國水資源分布不均并嚴重影響北方地區(qū)經濟發(fā)展問題而興建的一項特大型跨流域、具有戰(zhàn)略性意義的宏偉工程。隨著我國經濟發(fā)展步入加速上升期的快車道，長距離輸水工程也進入了高速建設與發(fā)展機遇期。因此，包括南水北調中線在內的各種調水工程能否高效率、安全經濟運行，成為國家和各級政府部門以及南水北調工程技術人員首先考慮的因素。在此背景下，如何正確地確定作用于輸水建筑物上的冰荷載成為調水工程設計中的關鍵因素之一。因此，通過冰力學

2、模型試驗研究，探求嚴謹的科學方法保證冬季安全經濟輸水成為擺在南水北調中線工程研究設計人員面前的重要課題。
　　 本文系統(tǒng)地回顧了冰力學模型試驗的研究進展，由原型觀測、理論分析、模型試驗和數值模擬四大類相結合具體闡述了冰力學模型試驗研究成果，所做的研究工作主要包括以下三個方面：
　　 (1)對冰的膨脹力試驗現象的觀察和試驗數據的分析處理總結歸納出冰的膨脹力的發(fā)生、演變、釋放及破壞全過程，驗證冰的膨脹力是瞬態(tài)變化的量，同時給

3、出四周固定約束情況下極限位置冰的膨脹力對邊壁作用力多項式關系曲線。
　　 (2)流冰對閘墩撞擊力試驗現象的觀察、試驗數據處理和頻譜分析研究工作
　　 ①系統(tǒng)闡述冰排與閘墩相互作用的全過程；
　　 ②閘墩冰力時程曲線及其頻譜的分析，冰激閘墩振動的研究中，冰力的周期性、主頻性，冰力的兩個主頻的能量對比關系；
　　 ③建立雙峰值的冰激閘墩振動概化動冰力函數；
　　 (3)有限元法分析冰蓋穩(wěn)定性問題。冰蓋