碾压薄拱坝泄洪消能布置优化设计

针对云龙河三级水电站初步设计审查咨询意见及消能区地形地质特点,对其泄洪消能布置进行优化设计研究,将原初步设计坝顶表孔跌流鼻坎改为挑、跌流结合形式,实现各孔水流在纵向上分层入水,减小了下游消能区入水单宽流量,从而将原初步设计坝下人工混凝土水垫塘方案改为天然水垫塘消能方案。泄洪消能优化设计方案较好地解决了深窄河谷高落差泄洪消能布置困难的问题,能确保大坝的安全且节约较多工程投资,可供同类工程借鉴。     

乌东德水电站水垫塘护坡板块结构型式试验研究

为解决高坝泄流引起的水垫塘内部水流紊动导致其结构破坏问题,针对乌东德水电站护坡不护底水垫塘的防护结构,依托乌东德水电站整体模型,考虑止水局部破坏的最不利工况,分别对排水失效、封闭自排、封闭抽排等三种板块结构型式进行了水力学试验研究,分析了不同板块型式对护坡板块背水面和迎水面时均压强、脉动压强以及脉压相关性的影响。结果表明:(1)相比排水失效板块,封闭自排和抽排板块对脉压的影响较小,但均能有效降低板块内外侧时均压强差,使最大时均压强差保持在0.4 m水头以下;(2)封闭自排板块能有效改善水位波动区板块内外侧脉压的同步性,提高脉动压强互相关系数;(3)抽排廊道的开挖对两岸岩体有削弱作用,可能对地下厂房不利。研究所得结构为水垫塘护坡设计和安全运行提供参考。     

基于渗透特性的面板堆石坝垫层料适用性研究

垫层是面板堆石坝的重要分区之一。青海石头峡水电站面板堆石坝填筑施工之前,河床砂砾石料场的检测成果显示,筛除100 mm以上直径颗粒后的土料(直接筛分料),其细颗粒含量很容易低于要求的垫层料范围下限。针对直接筛分料和过渡料开展了渗透变形和反滤试验,运用数值模拟方法预测了大坝渗流场分布及垫层与过渡区可能出现的最大渗透比降。从大坝渗漏控制和渗透稳定性功能要求出发,分析认为直接筛分料不适用于石头峡大坝垫层。针对直接筛分料提出了改进方案,即掺入粒径5 mm以下的颗粒,通过渗透变形和反滤试验复核了改进料作为垫层料的适用性。工程建成后,水库蓄水期间运行性态良好,并经受了地震的考验。通过实例研究,强调了填料特性研究应贯穿土石坝建设的全过程,尤其应重视填筑施工之前尽早开展实际用料适用性的复核试验与评价工作。     

南水北调中线挖方渠段渗控措施优化研究

南水北调中线工程中渗流调控是保障渠坡及衬砌板稳定的关键。为全面分析高地下水地区挖方渠段渗流调控措施合理性及优化的效果,针对典型渠段建立渗流模型,通过三维有限元数值模拟,研究渠道渗流场分布规律,比较不同措施的调控效果。结果表明:排水垫层结合逆止阀、排水板结合逆止阀、排水板结合衬砌板透水缝等3种排水措施都能有效降低渠底衬砌板下扬压力。最后比较了上述3种措施的差别,讨论了应用条件,提出了相应的建议,对类似工程有借鉴意义。     

气垫式调压室参数选择及涌波计算

气垫式调压室是用于控制水电站水力过渡过程的新型调压室，具有布置灵活，适应水位变幅大和电站负荷变化后调压室水位波动小的优点，国外已应用于控制水电站引水系统和火电站供水系统水力地渡过程。本文介绍了气垫式调压室的工作原理，参数选择及涌波计算方法。     

水泥粉煤灰碎石桩（CFG）复合地基处理在泗阳泵站建设中的应用

根据南水北调泗阳泵站工程周围的环境和地质条件,通过复合地基承载力试验及不同厚度、材质的褥垫层情况下桩和土的荷栽分配比例研究成果,确定最适宜的CFG桩施工工艺及施工参数,为水利工程广泛应用CFG桩地基处理提供一个成功案例。     

电排站排水管道承台的施工及计算分析

电排站排水流道结构经多年运行,会因地基沉陷、荷载增加而产生不同程度的损伤,建设新承台保持工程原有功能非常必要,本文通过运用灌浆技术对管道建立了新的管床承台,有助于管道继续发挥其排水功能。     

水垫塘多层淹没射流数值模拟及消能研究

本文对纵向多层淹没射流水垫塘流态进行了数值模拟，将能量方程耦合于ＳＩＭＰＬＥ算法中使计算结果与实测值更为接近．文中分析、比较了单层和多层射流入塘后的水流结构及消能机理．研究表明，由于多层射流的能量耗散加快且分布均匀化和“动水垫”效应，使其在充分发挥水垫消能作用，提高消能率和降低塘底动水荷载及冲剧等方面明显优于单层射流．     

超声速平头物体垂直撞水的数值模拟

本文采用PIC方法研究了二维平头物体带激波垂直入水撞击的问题。成功地模拟了平头物体的超声速绕流、气垫效应、水中激波的传播、入水空泡初期形态和水面涌起现象。     

接触滑移对不同埋设方式蜗壳结构应力的影响分析

水电站厂房蜗壳结构中，蜗壳与外围混凝土之间的接触滑移客观存在。为研究接触滑移对蜗壳结构应力的影响，本文采用三维面面接触单元对不同埋设方式蜗壳结构进行了三维有限元计算。计算结果表明，考虑接触滑移后与共节点模型相比，垫层蜗壳外围混凝土孔周应力平均值可降低约30%以上，而钢蜗壳应力增加约27%；当摩擦系数由0.25增大到1.0时，蜗壳外围混凝土孔周应力平均值也增大30%左右；而考虑接触滑移与否对直埋蜗壳结构应力影响很小，差值不超过3%。因此在利用有限元求解蜗壳结构应力时，垫层蜗壳考虑接触作用将使计算结果更加合理，而对于直埋蜗壳和充水保压蜗壳，不考虑接触作用对结构应力的影响很小，共节点模型仍然可以在实际工程中采用。