消力池底板块的失稳破坏机理及其防护措施

本文根据国内外一些高坝消力池和水垫塘失事破坏的调查资料 ,说明了脉动压力在引起破坏中的作用 .从理论上分析了脉动压力的基本特征及其分布规律、板块上脉动上举力的产生机理 ,论证了脉动上举力是导致消力池底板揭底破坏的主要原因 .论述了合理设置止水设施、排水设施以及锚固措施等对防止破坏的效果 ,讨论了计入脉动荷载的底板块稳定性设计准则 。

五强溪水电站右消力池底板块失事分析

本文利用总流动量定理系统地分析了宽尾墩消力池的消能机理，导出有关水力计算公式，并详细地阐述了消力池底板块的稳定性设计．针对五强溪水电站右消力池的泄洪运行情况，利用本文提出的方法从流态结构、板块的稳定性受力等方面，分析了消力池底板块失事的主要原因．

高水头、大流量下反拱水垫塘底板块随机振动特性的研究

反拱水垫塘拱圈底板块稳定性是其在高水头和大流量作用下能否安全运用的关键技术之一。以溪洛渡拱坝下游出流条件和反拱水垫塘体型为参考,在拱圈底板块间止水破坏、底板块锚筋失效的极端条件下,对拱圈弹性底板块的振动特性进行了研究,得到拱圈底板块振动位移、速度和加速度幅值的沿程分布规律及其时域特性。研究表明,反拱水垫塘与平底水垫塘最大区别在于拱圈底板块能产生锁定,锁定高度受底板缝厚度控制,控制缝隙宽度对于反拱水垫塘的稳定起至关重要的作用。

平底水垫塘底板块失稳的数值模拟

应用紊动射流理论、瞬变流理论和随机函数模拟方法 ,建立平底板块失稳的数学模型 ,用特征线法数值求解得到底板缝中动水压力、流速、板块上举力以及板块失稳水深等。小湾水垫塘板块稳定性试验和溪洛渡反拱水垫塘底板缝隙中动水压强的试验研究表明该模型合理 ,可预测水垫塘底板块失稳。

超短型水垫塘底板块上脉动上举力试验研究

基于瞬变流理论模型，本文在１∶１１０的构皮滩工程超短型水垫塘消能布置的整体模型上，利用测力传感器详细地量测了不同泄流工况下，水垫塘底部不同位置处底板块上的脉动上举力，获得了脉动上举力的统计资料，分析了水垫塘底部不同区底板块的受力特征，为水垫塘底板块的设计与防护提供了科学依据．

反拱水垫塘拱圈多底板块振动特性的理论分析和试验研究

以溪洛渡拱坝下游出流条件和反拱水垫塘体型为参考,在拱圈底板块间止水破坏、底板块锚筋失效的极端条件下,对拱圈弹性底板块的振动特性进行了研究,得到拱圈底板块振动位移幅值沿流程、沿拱圈的分布规律及其时域和频域特性。研究结果表明,随拱圈底板块数目的增多,部分板块形成局部拱作用,拱圈底板块锚固失效的连锁反应及缝隙宽度的累加效应是造成底板破坏的主要原因。

高拱坝下游水垫塘底板块稳定性设计

本文分别对高拱坝下游平底水垫塘和反拱水垫塘底板块的稳定性问题进行了分析，并通过对板块的受力分析建立了相应的稳定性条件．结果可供设计部门应用．

反拱水垫塘单底板块振动特性的理论分析与试验研究

对反拱水垫塘的单底板块振动进行了理论分析,提出了单底板块自由振动的最大位移公式、底板块振动分区及近壁流场的划分依据;得出反拱水垫塘底板块动力特性优于平底板块;得到反拱水垫塘单底板块振动位移的特性及特征量的沿程分布规律,提出单底板块振动沿程分为强振区和弱振区,对反拱水垫塘破坏机理的研究具有重要意义。

白山水电站水垫塘底板块脉动上举力试验研究

在 1:35的白山水电站水垫塘消能布置的整体模型上 ,利用测力传感器详细地量测了不同泄流工况下 ,水垫塘底部不同位置处底板块上的脉动上举力 ,获得了脉动上举力的统计资料 ,分析了水垫塘底部不同区底板块的受力特征。模型计算结果与基于瞬变流理论建立的预报公式计算结果十分吻合。

反拱水垫塘底板块轴力在上举力作用下的变化规律探讨

为研究反拱水垫塘底板块轴力特征,以溪洛渡高拱坝和反拱水垫塘为参照,在高水头、大流量作用下,以反拱水垫塘在止水破坏、拱圈单底板块、五底板块和九底板块锚固分别失效为代表工况,对拱圈底板块的轴力在上举力作用下的变化规律进行了试验研究。研究表明,拱圈底板块轴力产生和传递的机理是,底板块上举力诱导了底板块位移和锁定,锁定后相邻底板块产生了约束轴力,同时轴力又反过来向相邻底板块传递直至拱端。轴力沿程可分为冲击强振区和上下游强振区。在冲击强振区,底板块瞬时值较大,时均值小,脉动强度最大,拱圈底板能瞬时锁定形成瞬时拱;在上下游强振区,底板块瞬时值和时均值大,而脉动强度较小,拱圈底板块能长时间锁定形成局部拱。在3个强振区,底板块轴力的优势频率在小于0.2 Hz的低频窄带。试验条件下拱圈底板块不发生强度破坏、共振破坏。反拱水垫塘运用时,应控制底板块位移、减少拱圈锁定底板块数,才能使轴力分布在合理范围。

反拱水垫塘拱圈底板块横向轴力传递规律的研究

应用力学平衡方程,对反拱水垫塘拱圈底板块处于锁定状态时的受力进行理论分析,导出了受力平衡时拱圈底板块间轴力的计算公式,并利用物理模型量测出拱圈底板块间的轴力,得出了底板块轴力的横向传递规律.试验研究和理论分析表明,同一拱圈中相邻底板块间的轴力值与底板块的径向位移和自由底板块的数目有关,轴力从相对位移较大的底板块向拱端传递.

反拱水垫塘多底板块振动特性试验研究

对溪洛渡拱坝工程建立了水力学精细模型,考虑了拱圈底板块锚固力失效,止水破坏,拱圈所有底板块横缝、纵缝和底缝完全贯通的极端情况,利用先进量测系统,测量了高水头、大流量作用下拱圈9个底板块的振动位移,揭示了拱圈多底板块位移沿流程及拱圈的分布规律。结果表明,拱圈多底板块位移特征值沿流程及拱圈呈多峰分布,拱圈在局部拱和整体拱的作用下不会发生整体失稳或强度破坏。

反拱水垫塘底板块上举力变化规律的试验研究

结合溪洛渡拱坝,模型试验研究了拱坝坝身泄量最大时,在反拱圈横缝止水设施破坏、动水压强贯入底板缝隙、基岩锚固力失效的极端情况下,反拱水垫塘底板块上举力的分布规律及脉动上举力谱密度特性等。该成果对反拱水垫塘的设计、运用及稳定性研究具有理论和实际意义。

水坝水垫塘底板块稳定性设计与施工

水坝水垫塘底板块的稳定能够保证高拱坝下的稳定,这为泄洪消能的选择和布置提供了极大地便利。本文介绍了研究控制水垫塘底板块的稳定性设计和施工原理,对于各个工况下的水坝水垫塘底板块的稳定性进行了分析,并探讨了反拱水垫塘结构及其应用,具有一定的理论意义和实际意义。

谈水坝水垫塘底板块稳定性的设计与施工

水坝水垫塘底板块的稳定性能够保证高拱坝下的稳定,对泄洪消能方面的选择和布置提供了极大地便利。由于水垫塘的稳定性优于平底水垫塘,可是水垫塘板块的稳定性设计还缺少一定的统一认识,特别是对水垫塘泄洪机理、稳定施工等方面的研究工作还是有所欠缺。那么研究控制水垫塘底板块的稳定性设计和施工原理就具有一定的理论意义和实际意义。

对倒梯形平底水垫塘底板块稳定性的设计研究

回顾近年的主要研究成果，我国在泄洪消能方案的选择和布置方面，已取得相当成功的先进经验，提出了“分散泄洪，分区消能，按需防护”的综合治理措施，在坝身泄洪方面采用了“分层多孔，上下差动，水流撞击”的布置形式。但在水垫塘消能防护方面目前尚缺乏统一的认识，特别是对水垫塘消能机理、控制标准。

反拱水垫塘底板块上举力变化规律的试验研究

反拱水垫塘是一种新型消能防冲结构,拟在中国溪洛渡等300m级高拱坝中采用,其稳定性是其在高水头、大流量作用下能否安全运用的关键技术之一。结合溪洛渡拱坝,通过模型试验研究了拱坝坝身泄量最大达3万m3/s时,反拱圈横缝止水设施破坏,动水压强贯入底板缝隙,基岩锚固力失效的极端情况下的反拱水垫塘底板块上举力,得出底板块上举力分布规律和脉动上举力谱密度特性,并推算出拱端的极限推力。研究成果对反拱水垫塘设计、运用和稳定研究具有理论和实际意义。

反拱水垫塘在上举力作用下底板块轴力的试验研究

以溪洛渡高拱坝和反拱水垫塘为参照,在高水头、大流量作用下,以反拱水垫塘在止水破坏、拱圈单底板块和九底板块锚固分别失效为代表工况,对拱圈底板块在上举力作用下的轴力进行试验研究。研究表明,拱圈底板块轴力产生和传递的机理是,底板块上举力诱导了底板块位移和锁定,锁定后相邻底板块产生了约束轴力,同时轴力又反过来向相邻底板块传递直至拱端。轴力沿程可分为冲击强振区和上下游强振区。在冲击强振区,底板块瞬时值较大,时均值小,脉动强度最大,拱圈底板能瞬时锁定形成瞬时拱;在上下游强振区,底板块瞬时值和时均值大,而脉动强度较小,拱圈底板块能长时间锁定形成局部拱。在三个强振区,底板块轴力的优势频率在小于0.2Hz的低频窄带。试验条件下拱圈底板块不发生强度破坏、共振破坏。反拱水垫塘运用时,应控制底板块位移、减少拱圈锁定底板块数,才能使轴力分布在合理范围。

水垫塘底板失稳区脉动压力的实验研究

本文通过水工模型试验 ,对水垫塘冲击区底板块表面及底面动水动力进行了测量。重点分析了失稳区底板块动水压力特性及相关特性。研究表明 :时均上举力和脉动上举力是造成底板块失稳的主要原因。

消力池底板破坏原因和预防措施

介绍了国内外研究成果提出的脉动压力是导致消力池底板揭底破坏的主要原因。