植被密度对人工阶梯深潭掺气特性的影响研究

本研究通过在一个坡度为18.4°的矩形阶梯水槽,使用双头电阻式探针,系统测量了两种植被密度下人工阶梯深潭自上游清水区到下游掺气充分发展区的掺气特性。研究结果表明:与光滑台阶和阶梯深潭相比,植被阶梯深潭对掺气发生点的位置及水深几乎无影响,建立了掺气发生点水深的计算公式。断面平均空气浓度Ce在阶梯起点到与掺气发生点距离的2.5倍的区域内逐渐增加,之后达到恒定值;断面气泡个数最大值在阶梯起点到与掺气发生点距离的4.0倍的区域内逐渐增加,之后达到恒定值,这与断面平均掺气浓度的发展规律不相同;植被密度对气泡个数分布及演进变化规律几乎无影响。

基于组合指数式绝热温升的泄洪洞衬砌混凝土温度场仿真分析

针对目前常用的双曲线式绝热温升与试验资料吻合得较好,但不便于数学运算,而组合指数式绝热温升既与试验资料吻合得较好,又便于数学运算,分别开发了双曲线式绝热温升和组合指数式绝热温升的水管冷却等效热传导法有限元仿真分析程序,结合西南某含有冷却水管的泄洪洞衬砌混凝土工程,将常用的双曲线绝热温升转化为组合指数式,然后进行温度场仿真分析对比。分析表明,两种方法仿真计算的典型时刻的代表节点温度和中间断面温度场的吻合情况均令人满意,但相对双曲线式绝热温升的水管冷却等效热传导法,组合指数式绝热温升的水管冷却等效热传导法公式简洁,便于程序实现,且计算速度快。

考虑温度历程的早龄期大坝混凝土自生体积变形分离方法现场试验

混凝土在水化过程中会产生自生体积变形和温度应变等现象,与混凝土的耐久性有着密切联系,为工程建设各方所关注。对此,在西南某混凝土特高拱坝混凝土浇筑现场,采用无应力计对冷却水管周围两处不同位置处早龄期混凝土的应变进行现场监测,运用成熟度理论考虑混凝土的温度历程对混凝土水化进程的影响,采取一种新方法将总应变计算式解耦,从而摆脱对早龄期混凝土的热膨胀系数为定值的依赖,得出混凝土热膨胀系数在等效龄期下的历程,最终从无应力计变形监测值中分离出温度应变和自生体积变形。试验结果表明:这种方法能考虑混凝土温度因素,精确便捷地对早龄期混凝土的热膨胀系数以及自生体积变形进行分离,给现场混凝土的养护以及防裂施工提供指导。

大体积混凝土热膨胀系数反演分析

混凝土的热膨胀系数是大体积混凝土的温度应力仿真计算中的一个重要参数.现结合某建设中的特高拱坝,利用埋设在混凝土内的无应力计测值和相对应的温度值,采用最小二乘法进行混凝土热膨胀系数反演分析.分别选取中期冷却、二期冷却的典型降温过程和一期冷却的典型降温过程中无应力计测值和相应的温度测值进行热膨胀系数反演.分析结果表明,由于该特高拱坝的自生体积变形需要较长时间才能稳定,不宜采用一期冷却的降温过程来反演混凝土的热膨胀系数,而应采用中期冷却、二期冷却的典型降温过程来进行反演.所得参数对大坝混凝土的温度应力仿真计算具有一定参考价值.

施工期混凝土坝温度混合模型初探

采用三维温度场仿真分析有限元程序确定环境气温与浇筑仓温度之间的函数关系,用两个指数函数累加来考虑水化热温升和通水冷却的影响,然后基于实测温度,联立环境气温分量、水泥水化热及通水冷却分量,采用逐步回归法进行回归分析,建立施工期混凝土坝温度混合模型。实例分析表明,该温度混合模型可用于对混凝土浇筑仓的温度进行预测。

高水头、小底坡泄洪中孔掺气坎体形优化与运行实践

高水头、小底坡、水位变幅大的掺气设施体形优化难度大。某水电站泄洪中孔最大水头达92.37 m,底坡仅5.0%,运行水位变幅为11.37 m,掺气坎体形是设计难点。基于1∶40的单体水工模型试验,对掺气坎的体形进行了系列优化,获得最终推荐体形。研究表明:采用“坎下局部变坡+小挑坎+掺气槽”的设计,能满足高水头、小底坡、水位变幅大的泄槽掺气要求,各道掺气坎均能形成稳定空腔,掺气效果较好;掺气挑坎的细节尺寸对掺气效果极为敏感;建议建立掺气空腔与其影响因子的数学分析模型,以获得掺气坎优化体形的最佳解。该工程目前已运行近7年,总体效果良好,但突扩突跌后的侧墙发生了局部空蚀,表明对高水头泄水建筑物,宜同时采用减压模型全面、充分论证其局部空化特性。

泄洪洞衬砌混凝土施工期光纤测温现场试验

利用分布式光纤具有的自动化数据采集、测点多、温度信息量大等优点,对西南某在建水电站泄洪洞龙落尾段两仓含有冷却水管的边墙衬砌混凝土不同位置处的温度进行全方位监测,根据两仓衬砌混凝土温度监测数据,从最高温度、温度梯度、降温速率和水管冷却效果等方面对衬砌混凝土升温和降温过程中的温度状态进行对比分析,获得该衬砌混凝土不同位置温度变化规律,指出衬砌混凝土内部温度分布不均匀、降温速率过大是导致混凝土产生裂缝的主要原因,为衬砌混凝土的真实温度性态的仿真提供实测信息,并为现场混凝土温控措施的制定和改进提供切实可行的建议.