高壩消力塘水動力特性與防護結構的安全研究.pdf

1、該文首先從模型相似準則、材料特性、模型布置、水動力荷載的成因和測試方法、失穩(wěn)機制和分析方法等方面闡述了模型中研究水墊塘安全性的基本準則.結合溪洛渡、拉西瓦、錦屏一級、糯扎渡、向家壩等大型工程消力塘水工模型試驗研究,通過同步測量各種水力參數(shù)以及理論分析,提出消力塘底板整體荷載預測及反拱形底板的穩(wěn)定性分析方法.在此基礎上,對防護結構安全控制指標以及評估體系等方面進行了系統(tǒng)研究.主要成果包括:(1)導出滿足板塊間縫隙水流流動的相似條件并闡述了

2、模型研究消力塘底板穩(wěn)定性的基本相似準則.(2)提出的平底板和反拱形底板整體荷載的預測經(jīng)驗公式可對類似工程底板最大上舉力進行穩(wěn)定性評估和確定防護水平和防護范圍.初步分析了板塊失穩(wěn)的頻率特征.(3)用"隨機拱"的概念,建立了反拱形底板整體和局部穩(wěn)定分析的結構力學分析模型并進行實驗驗證.從板塊極限平衡角度,得出了反拱形底板優(yōu)于平底板的量化指標.(4)根據(jù)反拱底板的結構特性,提出用非連續(xù)介質(zhì)數(shù)值方法來分析反拱底板的穩(wěn)定性,并建立了一種新的數(shù)值方

3、法—塊體彈簧元方法,進一步揭示了防護塊體—錨固—錨固的相互作用機制,結果令人滿意.(5)基于大量的試驗數(shù)據(jù),分析了沖擊壓強△P<,max>和整體荷載(上舉力)之間以及點脈動壓強與沖擊壓強之間的量化關系.建議用脈動壓強均方根σ<,p'>作為穩(wěn)定控制指標.(6)研究了底流消能消力池作用于底板上整體荷載(上舉力)特性并給出了預測方法,同時提出了以脈動壓強為參數(shù)的控制指標.最大上舉力可以用底板表面的脈動壓強來表征并作為底板安全的控制指標.(7)