低水头水利枢纽泄水闸闸前冲刷研究

针对低水头水利枢纽坝前附近的冲刷问题,建立了用于研究闸前三元流的泄水闸物理及数学模型,利用动床物理模型观测了闸前冲坑发展过程,然后采用定床物理模型和三维数学模型研究了闸前冲刷初始时刻、中期时刻及稳定时刻的三维流场。结果表明:冲刷初期水流受挡水闸阻水作用,在闸前近壁区水流下潜形成漩涡,闸前呈现复杂的三元流流态,从而造成闸前床面泥沙大量启动,迅速形成冲坑。在冲刷中后期,下潜水流流速在冲坑内部沿水深方向逐渐减弱,漩涡现象不明显,冲坑发展变缓,最终达到平衡。

低水头电站导墙布置对进水口流态的影响

以某低水头水利枢纽电站工程布置为实例,首先采用物理模型的方法,观测分析了导墙布置对电站进水口流态的影响,并针对导墙附近形成的局部漩涡予以理论分析,提出导墙附近漩涡的形成规律;然后利用标准k-ε紊流模型对各工况进行了数值模拟,在此基础上,进一步从三维流态、断面流速分布及紊动能等方面,分析了影响电站进水口流态的因素,即在水力要素一定的情况下,导墙长度对进水口断面流速分布存在一个临界长度,为今后其他工程电站导墙布置提供了参考,有一定的借鉴意义。

湘江长沙综合枢纽左岸二期围堰稳定分析

采用GEOSTUDIO边坡稳定及渗流分析程序,对围堰在设计洪水位时、过水工况及降雨条件下纵向边坡渗流和稳定情况进行了分析.分析结果表明:防渗心墙对围堰和边坡具有良好的防渗作用,它增强了围堰和基础边坡的稳定性.在降雨和过水情况下,堰体内渗流场发生明显改变,应对背水坡结构进行优化或采取适当安全预防措施.

船闸坞式结构的尺寸和分缝对温度应力的影响

文章以长沙综合枢纽坞式船闸为例,采用数值分析方法,对坞式船闸闸室的温度应力进行了计算分析。结果表明:岩基上的坞式船闸在施工过程中,船闸的温度应力相对于恒载对结构的影响更大,工程中应给予充分考虑。为减小温度应力对混凝土结构造成的不良影响,文中提出减小闸室底板以及闸首底板厚度,并在闸首底板设置横向结构缝等优化措施,通过优化前后的应力对比,证实以上措施减小了温度应力及恒载应力,效果良好。

长沙综合枢纽二期施工围堰截流方案及优化试验

阐述长沙综合枢纽二期围堰截流方案,针对截流设计方案中存在的问题提出了优化方案,并采用1∶100定床物理模型,研究水流对截流戗堤的冲刷、水下抛石料的冲距及戗堤的稳定边坡坡度。试验表明,应选择合适的龙口位置及宽度,以减少对戗堤的冲刷;另外,通过水下抛石试验,得到不同粒径块石的冲距及戗堤稳定坡度,为施工组织设计提供了科学依据。以上结论已运用于长沙综合枢纽二期施工围堰截流的实际施工中,并保证了截流工程的顺利完成。

大源渡二线船闸防渗体系施工质量控制

大源渡二线船闸是紧邻布置于已建枢纽的结构物,地质条件复杂,土层中含强透水层,可能存在坝基和坝肩渗漏等问题,设计施工技术难度大。对其防渗体系设计思路及施工质量控制进行探讨,提出防渗体系应从平面封闭和断面封闭2个角度进行分析,并针对高喷防渗与帷幕灌浆防渗搭接的处理给出可行的措施。施工完成后压水试验和钻芯取样检测结果均显示达到规范要求,其采用的高喷防渗及帷幕灌浆相结合的防渗措施及检验方法对类似工程有借鉴意义。

考虑降雨影响的深基坑边坡稳定性分析

以大源渡航电枢纽二线船闸基坑工程为例,结合饱和-非饱和理论,通过有限元软件Geo-Studio中seep/w模块和slope/w模块建立二维数值模型,对强降雨情况下边坡渗流状态进行分析,得到边坡内部含水率和孔隙水压力变化规律以及安全系数和滑裂面的变化情况。结果表明:随着降雨历时的增加,坡面含水率逐渐增加,雨水不断向更深层土体入渗,地下水位线不断上升,基质吸力逐渐消散,坡体表面形成暂态饱和区,安全系数随之减小。降雨停止后,水分逐渐流出坡体,含水量逐渐减小,地下水位随之逐渐下降,正孔压减小,基质吸力逐渐恢复,安全系数逐渐增大。降雨入渗对边坡浅层土体影响较大,对深层土体影响较小,一般形成浅层破坏。

桩基重力式支护结构的不同计算模型

桩基重力式支护结构由重力式胸墙和双排桩组成,是一种半刚性半柔性支护结构。对该结构的设计,相关单位根据规范采用平面钢架弹性支点法计算下部双排桩,同时将上部胸墙简化为悬臂梁进行计算,但由于胸墙为刚性体,受力特征及对双排桩的约束与悬臂梁不同。为了系统研究该结构在不同计算模型中的变形及内力分布特征,对比规范设计和实体模型的计算结果。结果表明:参照相关规范设计时,上部胸墙产生线性位移,后排桩的弯矩及剪力都大于前排桩;而在实体计算模型中,上部胸墙发生平动位移模式,由于基坑开挖受到主要的土压力差作用,前排桩产生的弯矩和剪力都大于后排桩。

胸墙式双排桩结构在扩建船闸工程中的应用

针对临近原一线船闸建筑物的扩建船闸挡墙高、变形要求严格、施工条件复杂、施工期兼做船闸围堰等技术难点,经比选提出胸墙式双排桩结构形式,采用有限元法分析了其受力特性。监测表明,相对传统结构形式,该结构桩身受力和变形均较小,对临近现有建筑物的安全有保障,在类似边界条件的工程中具有推广价值。

径流式枢纽改扩建船闸确定最低通航水位的方法

低水头径流式电站往往为不调节水库。为控制库区淹没线,洪水期常采用预泄腾空库容的方式运行,受洪水流量及持续时间不同的影响,不同时期枢纽运行的低水位变化较大,给确定船闸最低通航水位带来了复杂性。以湘江大源渡航电枢纽新建的二线船闸工程为例,采用综合历时曲线法和瞬时水位持续时间、次数进行分析,结合河段的通航实际情况,确定船闸最低通航水位,可为类似径流式枢纽确定船闸最低通航水位提供借鉴。

艳洲枢纽下游设计最低通航水位论证

随着澧水尾闾航道项目的逐步实施,澧水下游河道水位及流量有较大变化。其枯水流量因三峡枢纽及上游两大水库的调蓄济枯作用呈增加趋势,但枯水水位呈略微下降趋势,津市水文站水位流量关系也出现了下降。为确定澧水末端梯级艳洲枢纽船闸下游最低通航水位,采用计算枯水期水面比降等方法,结合航道整治及采砂活动等情况分析上述现象产生的原因及主要变化趋势。提出一种确定艳洲枢纽下游近期及远期最低通航水位的方法,论证其预留远期水位下降值的合理性。