水耦合爆破破岩的数值模拟研究

水耦合爆破因其节能、高效等优势在工程爆破中具有广阔的应用前景。利用数值模拟水耦合爆破破岩过程及最终破坏特征,与空气耦合爆破对比表明,水介质加快了岩体裂纹扩展速度,提高了岩体的破碎程度与范围;岩体中的初始裂纹与爆源交叉时,水增强了初始裂纹对破坏的导向作用;岩体中的初始裂纹与爆源无交叉时,闭合裂纹使爆炸破坏作用向弱面集中,水增强了闭合裂纹周围的岩体破碎效果。

含漂砂卵砾石深厚覆盖层复合地基处理施工关键技术的研究与应用

以硬梁包水电站为依托,针对深厚覆盖层地质条件复杂多变且含巨漂砂卵砾石地层条件,阐述了通过对防渗墙及地下连续墙采用精准施工技术、发泡泥浆护壁工艺、超常规振冲碎石桩填料自动化精确测量、反滤层精准布设施工工艺、振冲桩承载力快速简便检测方法、超深防渗墙防渗单元质量智能融合与辨识关键技术、智能化精确计量超常规振冲碎石桩填料等基础加固和防渗处理方法开展的研究与应用,有效地解决了泥浆漏失和护壁稳定性问题以及超常规碎石桩施工中遇到的技术难题,实现了对超深防渗墙质量的分析和定量评价,降低了防渗体出现隐患的风险,可对差异沉降进行有效管控,对项目施工进度和质量起到了促进作用,所取得的经验可供类似工程参考。

高速旋转小球入水空泡特性数值模拟

为了深入研究旋转体入水空泡特性,采用VOF均值多相流模型、k-ω湍流模型以及动网格技术,开展了低弗劳德数条件下高速旋转小球入水过程空泡特性的数值模拟研究.分析已公开发表的关于运动体入水数值仿真的相关论文,总结了入水数值模拟的最优参数选择,建立了适用于高速旋转小球入水数值模拟方法.开展不同入水速度和比重的小球入水过程的数值模拟,对比分析了入水空泡的形成、发展、闭合和溃灭的演化过程.数值计算结果表明:高速旋转小球在入水深度0.25d范围内出现逆升力偏移现象,逆升力偏移距离随小球速度和比重的增加而减小;逆升力的大小与入水速度成反比,而与比重无关.相同比重的小球,不同入水速度的轨迹相似;速度相同的小球,比重越大的轨迹曲率较小.高速旋转小球入水空泡依次发生纵向闭合和横向闭合的二次闭合的现象,且入水速度越大,纵向闭合越明显.空泡闭合深度、空泡最大直径以及尾空泡直径均随着速度和比重的增加而增大,且速度变化产生的影响更加明显.

圆柱体入水空泡壁面运动特性与空泡演化关系实验研究

为了获得入水空泡壁面的运动特性与空泡演化之间的关系,进而对入水空泡演化过程开展定量划分研究。采用高速摄像的方法对低弗劳德数条件下的圆柱体入水开展实验研究。通过对比具有水平速度的圆柱体以不同倾角入水空泡,分析了入水空泡壁面运动特性与空泡演化过程的关系,并基于空泡壁面运动特性划分空泡演化各阶段,分析了空泡演化在各阶段的流动机理。实验研究结果表明:空泡壁面的运动特性与空泡演化过程紧密关联,根据空泡壁面位移和运动速度变化规律可定量划分空泡演化阶段。空泡的闭合形式对于具有水平速度的圆柱体入水所形成的空泡的演化过程有显著影响,若空泡发生表面闭合,则空泡演化包含了空泡敞开、空泡体积膨胀、空泡拉长以及溃灭后四个阶段,无量纲分界时间分别为T=2.8、T=5.4和T=6.9;若空泡发生深闭合,则其演化过程仅包含空泡敞开、空泡闭合以及空泡溃灭三个阶段,并以时间T=2.8和T=8.4为分界。根据空泡壁面的运动特性划分空泡演化各阶段的时间特性非常明确且没有相互重叠。

倾斜放置圆柱体入水流体动力特性实验研究

为了研究倾斜放置的圆柱体垂直入水过程流体动力特性,针对低弗劳德数条件下的圆柱体入水开展实验研究.采用高速摄像技术记录圆柱体入水过程空泡演化以及圆柱体的位置.基于数字图像处理技术,提取圆柱体入水过程的运动轨迹以及倾角变化.对数据进行五阶光滑样条拟合处理,获得圆柱体的速度和加速度,进而开展圆柱体的运动特性和动力特性研究.研究结果表明:倾斜放置圆柱体垂直入水过程形成空泡分离、双空泡等独有的流动现象.圆柱体砰击自由液面后加速度快速增加,并在空泡分离后达到最大值,随后迅速减小并逐渐趋向于0.倾角越大的圆柱体入水后竖直速度衰减越快,而水平速度则快速增加.然而不同初始倾角圆柱体的轨迹均呈现先向迎流方向运动后向背流方向运动的特征.圆柱体的角加速度对水动力的响应非常快,整体呈现先增加后减小的变化特性.初始倾角越大的圆柱体入水后角速度增加越快且达到的最大值也越大,其倾角增加也越快.圆柱体的阻力系数和升力系数在入水后快速增加,而在空泡闭合后增加缓慢,且初始倾角大的圆柱体入水后力系数增加较快.

透水混凝土在海绵城市建设中的应用研究

海绵城市是新一代城市雨洪管理概念,其统筹发挥自然生态功能和人工干预功能,能最大限度地减少城市开发建设对生态环境的影响,将70%的降雨就地消纳和应用。透水混凝土是由粗集料及水泥基胶结料经拌和形成的、具有连续孔隙结构的混凝土,具有透水、透气、重量轻的特点,作为环保型生态混凝土的一种,在海绵城市中的应用愈发广泛。结合工程实例,阐述了天然露骨透水混凝土的性能特点、原材料要求、配合比,并与常规混凝土进行了对比,介绍了其施工技术及质量控制措施,可供类似工程借鉴参考。

龙头石水电站特大洞室开挖施工技术

龙头石水电站导流洞及泄洪洞洞室均为特大洞室,隧洞地质情况复杂,工期紧且不同部位施工和不同工序施工干扰严重,现场施工组织的合理性是施工成功的关键。洞室采用上、下半洞开挖的施工方法,且上半洞开挖又采用左右半洞开挖的施工方法。对龙头石水电站泄洪洞特大洞室的开挖施工技术进行了总结,希望能为同类工程施工提供一定的参考经验。

浅谈复杂地质情况下溜渣导井堵塞的处理方法

立洲水电站调压井深145.95 m,地质情况复杂,以Ⅳ、Ⅴ类围岩为主,汛期竖向固结灌浆期间多处发生坍塌导致导井堵塞。在处理过程中采用了爆破法、人工挖井法,最后以乌卡斯钻机处理法成功解决了导井堵塞问题,保证了溜渣导井井壁的稳定。总结了导井疏通方法,供类似工程参考。

钢模台车在不同隧洞断面混凝土衬砌中的综合利用

钢模台车在水利水电工程隧洞混凝土衬砌施工中的应用越来越广泛,但由于水利水电工程的特殊性,隧洞断面及结构形式没有完全一致的,为此,水利水电工程的钢模台车均为一次产品。在龙头石水电工程泄洪洞施工中,大胆进行了一台台车在3条不同隧洞断面形式中进行综合利用的尝试并取得了成功,节省了投资,节约了资源,加快了工程进度,为今后钢模台车设计的综合利用和水利水电工程隧洞混凝土衬砌施工提供了一定的思路。

市政道路特殊路基处理关键技术

针对特殊路基提出了相应的处理技术并予以实施,可以有效提高路基承载力,控制工后不均匀沉降。

APF-3000压敏反应型自粘高分子防水卷材施工技术研究

APF-3000压敏反应型自粘高分子防水卷材是一种新型的防水材料，对比普通的防水材料，其在抗撕裂及自愈性方面具有很明显的优越性。但目前该材料的应用尚未普及，针对该材料实际运用的研究较少。结合工程实例，对该新型防水材料的优越性进行了阐述，详细介绍了该防水卷材在施工过程中采取的技术工艺，对其他类似工程具有一定的借鉴意义。

钢模台车在隧洞渐变段中的运用

龙头石电站工程采用3条泄洪洞汛期泄洪3,条泄洪洞均布置在电站左岸,采用无压泄洪3,#泄洪洞进口段100 m设计为渐变段,渐变段顶拱与正常洞身段顶拱参数不变,隧洞宽度不变,隧洞边墙由12 m渐变至14.5 m。渐变段混凝土采用全断面衬砌,衬砌厚度1.5 m。原施工方案中的边墙衬砌模板为悬臂模板、顶拱为承重架配散装组合钢模板。但由于进口塌方影响,渐变段隧洞浇筑工期若按原方案施工则无法满足度汛要求。为了保证安全度汛及隧洞泄洪运行安全,采用了钢模台车浇筑渐变段施工技术,保证了工程安全度汛。

浅谈龙头石水电站厂房吊车梁施工优化方案

龙头石水电站厂房桥式起重机的轨道基础采用行车梁,原设计行车梁为预制行车梁。由于龙头石工程受各种不利因素的影响,若采用预制吊车梁及原安装施工方案,将严重影响厂房及机电安装施工。为了满足厂房施工,确保首台机组及后续机组的施工目标,及时对行车梁施工进行了优化,将混凝土预制梁优化为混凝土现浇梁,通过合理组织、优化施工工序,满足了现场施工需要。

反井钻机在Ⅳ、Ⅴ类围岩中的成井技术

立洲水电站调压井深145.95 m,地质情况复杂,以Ⅳ、Ⅴ类围岩为主,岩石裂隙发育,透水率大,在导井正向钻进施工过程中,出现塌孔、卡钻、不返水、不返渣现象。导井预固结灌浆后,井壁仍出现塌方。在采用导孔灌浆扫孔施工后,成功地解决了正向钻进中遇到的困难,成功完成了导井施工,供类似工程参考。

单点牵引式顶推技术在纵横格构式钢梁安装中的应用

单点牵引式顶推施工技术的主要原理为:在桥梁原位设型钢支架,支架顶部设两条滑道,每条滑道上设两个滑块支承钢梁,滑道一端安装反力支座,反力支座与滑块用钢绞线连接,利用2台自动连续千斤顶同步张拉钢绞线使滑块移动,进而实现钢梁在桥位的纵向移动。通过其在云龙湾大桥的应用,对该项技术进行了阐述,可为类似工程施工提供借鉴。

碾压混凝土坝施工质量精准控制新技术研究

针对碾压混凝土坝变态混凝土、碾压层间结合、仓面作业等大坝施工质量控制关键环节,聚焦筑坝施工精准控制,通过材料改性研究、数字化装备研制、实时量化检测评价方法创新、智能化施工技术研发等系统性攻关,以及其工程实践应用,形成了碾压混凝土筑坝精准控制关键技术,并取得了良的好效果。

施工索道在立洲水电站大坝工程中的应用

施工索道能够很好地解决高陡边坡施工材料及机械设备运输的难题。立洲水电站大坝工程根据实际地形,灵活架设了施工索道。介绍了该工程施工索道在不同地形条件下的布置和锚固端形式,例举了部分施工索道的设计参数。施工索道在立洲水电站大坝工程中的应用,可为今后复杂条件下的同类工程提供参考和借鉴。

超弹性球体垂直入水空泡流动研究

采用实验与数值模拟相结合的方法,开展了超弹性球体低速垂直入水空泡流动研究。通过入水实验研究发现了超弹性球体入水后特有的球体变形行为和空泡形态。基于径向基函数的变形插值法和虚功原理的力映射法,对超弹性球体的入水过程进行了流固耦合数值模拟,并将入水空泡形态、位移和变形系数的数值结果与实验数据进行对比,验证了本文数值方法的有效性。在此基础上采用数值模拟方法开展了超弹性球体与刚性球体垂直入水流动特性的对比研究,结果表明:超弹性球体入水后由于变形行为及能量的损耗,使得形成的空泡长度比刚性球体小,空泡宽度比刚性球体大;超弹性球体入水后局部绕流与球体变形导致超弹性球体的表面压力变化范围要比刚性球体大。

水下航行体俯仰运动微气泡流形态及减阻特性试验研究

为研究水下航行体俯仰运动过程中,微气泡流形态及减阻特性的变化规律,采用自主设计的驱动装置、高速摄像系统和测力系统,在水洞中开展水下航行体俯仰运动微气泡减阻特性试验研究。基于该驱动装置,实现了航行体模型以正弦变化规律的角速度绕其头部转动;基于高速摄像系统,分析了微气泡流形态变化特性;基于测力系统,分析了俯仰运动过程中水下航行体流体动力特性及不同通气量下微气泡减阻特性变化规律。试验结果表明:较低通气量下,在水下航行体俯仰运动过程中,离散的微气泡始终均匀分布在航行体表面;随着通气量的增加,微气泡流密度逐渐增加,透明度逐渐降低,并最终融合成透明空泡;航行体俯仰运动过程中,其航行体轴向力系数和法向力系数基本呈正弦变化规律,且其周期与攻角变化周期基本同步;不同通气量下航行体轴向力系数的变化规律基本相同,均呈正弦变化规律,且随着通气量的增加,相同姿态下的航行体轴向力系数逐渐减低,并最终趋于恒定。

李家岩水库坝肩砾岩开挖施工技术

李家岩水库作为成都市的第二生活水源地,其大坝坝肩围岩以砾岩为主,岩石较软,且其砾岩边坡开挖无施工道路达到顶部开口线、无可借鉴的爆破参数。阐述了最终通过修建陡坡毛路以及不断调整、优化爆破参数的方式,圆满地完成了施工任务,所取得的经验值得类似工程借鉴。