Preliminary Study on the Linear Relationship between the Internal Pressure Head of Rubber Dam Bags and Real-time Dam Height

The design operating conditions of rubber dams were analyzed,and it is found that the operating conditions are similar to the actual operating conditions of changes in the internal pressure ratio of a specific rubber dam bag in the process of filling and draining. Based on this,the linear relationship curve between the internal pressure head H0 and the real-time dam height H and its approximate analytical formula can be obtained,which can be used as a supplement and correction method for the measurement method of real-time dam height during rubber dam operation,and provides reference for rubber dam project managers.

Large Dam Construction in China over the Past Fifty Years

This paper gives an introduction to the large dam construction achievements seen in China over the past fifty years. Four developmental stages, dam height and darn type, newly adopted and developing dam types are elaborated in detail, with large dam statistics completed and under construction attached as well.

重力场模型在水利工程测量中的应用研究

该研究旨在通过数据采集与处理、数学表达与参数确定等步骤,探讨水利工程正常高测量中重力场模型的建模与应用,研究介绍水利工程中重力场模型的基本概念、分类及其重要性,构建精确的模型。在应用方面,研究通过案例分析对重力场模型的有效性进行详细的阐述,在正常高测量中对重力场模型进行具体的测量。研究还就大坝变形监测、河道水库水位监测、管网系统压力监测中重力场模型的具体应用进行讨论,提出模型精度优化、改进数据处理技术、集成实时监控预警系统等方面的技术优化措施。研究结果显示,在提高水利工程测量精度和安全管理方面,重力场模型的作用十分显著。

U型弯道内L型丁坝群对不同水位水流水力特性影响试验研究

弯道影响通航的同时,易造成水土流失、河床淤积等现象。L型丁坝群是一种常用的水利工程结构,能调整水流速度、改善水流动力学特性,用于保护河岸线、防止淤积。我国多数河流常年无固定水位,布置丁坝群后,不同水位下,丁坝群对水流特性的影响情况值得研究。为此,通过试验,使用粒子图像测速系统和无线水位测量系统,分别对水流流速和水位等物理量进行测量、记录,并通过Matlab软件分析了不同水位下丁坝群对水流的影响情况,得出如下结论:随着水位的增加,水流速度逐渐减小,丁坝群下游部分是防冲刷和淤积的最佳位置,且坝高水深比影响丁坝作用的发挥,当比值为2.5左右时,可使丁坝群的作用得到良好发挥,在工程设计中可予以考虑。

某特高堆石坝溃决过程及下游梯级水库群风险防控研究

水库大坝是重要的基础设施,其运行安全事关人民生命财产安全和社会稳定。应用DB-IWHR模型模拟某特高堆石坝因超标准洪水、泄洪建筑物失控、安全事件等原因导致坝体溃决的洪水过程。利用HEC-RAS软件模拟安全事件情景下的溃坝洪水演进,并对比分析通过预警提前降低水位与否对下游水库群受溃坝洪水影响程度的差异。研究结果表明,降低水位能够显著减小溃坝洪峰洪量,梯级水库群可通过预警腾库、减小蓄水量,有效削弱、截断上游溃坝风险的传导;水库调节性能、坝体抗风险能力等是梯级水库群布置应予考虑的重要因素。

基于量纲分析的泥石流堰塞坝高度特征研究

泥石流堵河堰塞坝高度直接决定了堰塞湖库容与溃决洪水流量,是影响上、下游受灾程度的关键因素。将影响泥石流堵河的主要参数组合成为4个无量纲因子(体积浓度因子、体积因子、黏粒含量因子、流速比),并通过室内水槽实验研究了无量纲因子作用下高容重泥石流完全堵河形式及堰塞坝高度特征,还构建了直角交汇情况下堰塞坝沟口高度和堵河高度的预测模型。结果表明:(1)根据主支流量比Q、流速比U的乘积可进一步将泥石流完全堵河模式划分为顶冲对岸式(Q×U≤0.045)和连续推进式(Q×U>0.045)两种形式。(2)对泥石流堰塞坝高度的分析表明,泥石流沟口高度与体积浓度因子、体积因子呈正比,与流速比呈反比;泥石流堵河高度与体积因子呈正比,与体积浓度因子、流速比呈反比,而在黏粒含量因子影响下,泥石流沟口高度和堵河高度均呈现先增后减趋势。(3)构建的模型预测精度良好,实际案例与模型对比相结合的方法验证结果显示,预测模型具有一定适用性。研究成果可为泥石流堵河的防灾减灾工作提供参考。

基于Mooney-Rivlin模型的充水式橡胶坝工作性态研究

鉴于坝高、内压比是橡胶坝最重要的参数,考虑材料非线性和几何非线性,基于Mooney-Rivlin模型,建立了不同坝高、内压比的橡胶坝有限元模型,计算其应力和位移,分析了坝高、内压比对橡胶坝工作性态的影响。结果表明,在设计工况下,坝体最大应力位于坝袋与底板锚固处,最大位移位于坝顶偏下游侧;坝高越高、内压比越大,坝体最大有效应力及最大位移也越大。可见在满足需要的情况下,应选择较小的内压比及较低的坝高。

世界已建高坝大库统计分析

为了解和掌握世界范围内的高坝大库建设情况,统计全球已建成的特大型高坝大库资料。在此基础上,根据地区、坝型和建成年代对高坝大库有关特征进行分析,总结了世界高坝大库的地区分布规律、主要坝型和历史建设趋势,得出如下结论:世界高坝大库工程主要分布于亚洲、欧洲、北美洲;高坝的坝型通常是混凝土拱坝、堆石坝和混凝土重力坝,而形成特大水库的大坝多为混凝土重力坝、堆石坝和混凝土拱坝;高坝大库工程基本上建成于1945年以后,目前世界高坝大库的建设中心已转移至中国。

淤地坝系拦泥、滞洪坝高的双优化

考虑到淤地坝的最优拦泥坝高与最优滞洪坝高之间存在着密切的关系,本文提出了在坝系优化规划中对两种坝高同时进行优化的思路及数学模型。在数学模型中避免了对经济、社会及生态效益的计算,采用了能间接反映三种效益而又较为简单的目标函数及约束条件。文中有计算实例。

影响阶梯溢流坝消能率的因素

为了探求提高阶梯溢流坝消能率的措施 ,本文首次采用紊流数值模拟方法 ,对影响阶梯溢流坝消能率的一些主要因素 ,如单宽流量、坝坡、阶梯高度等进行研究。结果表明 ,消能率随单宽流量的增大而显著降低。坝坡越缓 ,消能率越高。阶梯高度对消能率的影响与单宽流量有关 ,当单宽流量较小时 ,消能率随阶梯高度变化较大 ;当单宽流量较大时 ,阶梯高度对消能率的影响很小。根据紊流数值模拟得到的坝面流场的紊动动能和紊动耗散率分布 ,对单宽流量增大时消能率降低的根本原因进行了探讨 ,提出了一些提高消能率的具体措施。

某金属矿山尾矿坝中毛细水的上升规律

尾矿坝坝体材料的物理力学特性因毛细作用会发生较大变化,这种变化势必影响尾矿坝的安全稳定状态。为此,开展了尾矿坝现场取样、室内毛细水上升测试等研究工作。结果表明,尾矿砂中毛细水的上升规律呈初期迅速而后期缓慢的变化趋势,这是其受多种作用力的共同作用所致。毛细水在短时间内就能上升到较大高度,前3天的毛细水上升高度约为最终上升高度的50%以上,之后毛细水持续缓慢上升直至稳定。这表明尾矿坝内毛细水将随浸润线的升高而迅速升高,从而影响尾矿砂的物理力学性质,进而可能在短期内影响尾矿坝的稳定性。采用幂函数对该金属矿山尾矿坝尾矿砂中毛细水随时间的变化关系进行了拟合,获得了毛细水上升规律计算式。

特高土石坝坝坡抗滑稳定安全判据和标准研究

现行《碾压式土石坝设计规范》仅适用于坝高低于200 m的坝坡抗滑稳定分析。本文在现行规范的基础上,采用历史经验模型和可靠度分析相结合的方法,针对特高土石坝正常工况和地震工况的安全系数标准展开研究。经论证:特高土石坝正常工况的安全系数标准宜设置在1.60～1.65之间,地震工况安全系数标准宜设置在1.30～1.35之间。结合我国在建或已建的12座特高土石坝,验证了上述安全判据的可行性,本研究成果可为新规范的修订和完善提供参考。

坝体弹模和坝高对重力坝动力特性的影响研究

基于有限元法,采用振型分解反应谱法研究了在中等偏硬坝基上坝体弹模和坝高对重力坝动力特性及地震响应的影响规律。通过对不同坝体弹模和高度重力坝动力响应规律对比分析得出:随着坝体刚度的增大,坝顶加速度减小,坝头部位的竖向动应力减小;坝顶加速度响应受坝高的影响不显著,坝头部位的竖向动应力在坝高为100 m时最大。同时通过对牙根二级水电站不同高度挡水坝段进行动力分析,论证了上述结论 。

基于数值流形法的重力坝多裂纹扩展研究

传统数值流形法(NMM)在处理非连续变形问题时,仅限于几何构型不发生破坏的情况。针对这一不足,通过在裂纹尖端附近的物理片上增加用于模拟应力奇异性的增强位移函数,进一步发展了可用于几何构型破坏的扩展的高阶NMM。然后,将其应用到重力坝由连续到非连续的破坏过程分析中。首先,针对一含单裂纹的重力坝模型进行了敏感性分析,结果表明,在不同的扩展长度或网格密度下,其扩展路径基本相同且与文献结果保持一致。进而在此模型基础上又开展了多裂纹扩展分析,结果仅一条主导裂纹发生扩展,与文献结果基本一致。最后,针对印度的Koyna重力坝,通过设置不同的漫顶高度研究了其裂纹扩展路径的变化。结果表明,随着漫顶高度的增大,裂纹扩展路径逐渐趋向于水平方向扩展,而且坝体抵抗破坏的能力逐渐减弱。总体表明,NMM在求解实际工程问题时具有很好的数值稳定性和鲁棒性。

中国大坝建设现状及发展

通过对近５０ ａ 来我国大坝建设历程的分析，分述４ 个发展阶段及其技术水平和建设情况；进行坝高与坝型的统计分析；介绍我国采用较多并在发展中的３ 种坝型，提出大坝安全、老化、环境问题以及新材料、新结构和新工艺等大坝建设中的重大课题，并作了初步探讨。

小流域治沟骨干坝系优化规划模型研究

本文分析了目前将坝高和打坝顺序及间隔年限分别进行优化的规划方法，指出了这种方法在骨干坝系优化规划方面所存在的局限性，并以甘肃平凉虎山沟流域为例，提出了统一采用动态经济方法，一次解决坝系优化规划问题的数学模型。

尾矿坝溃坝模型研究及应用

根据多个大坝的实际溃决资料,提出尾矿坝溃坝的数学模型,该模型考虑尾矿的物理力学性质及其在流动中的变形,适合溃坝砂流下泄流量变幅大的特点。并就尾矿坝溃坝后泥石流对坝下游的影响提出预测的方法,该方法确定了泄砂总量、溃坝口平均宽度、坝址最大砂流量、坝址流量过程线等溃坝的重要参数。最后利用数学模型对某尾矿库溃坝砂流进行了预测,并指出该坝下游人员的撤离高程,为防灾减灾以及保护人民生命财产安全等起到了积极作用。

不同坝高对复合土工膜防渗斜墙应力变形的影响

根据复合土工膜防渗体应用于土石坝时的防渗特点,结合工程实例,采用三维有限元方法对坝体和复合土工膜进行了数值模拟,分析了不同坝高条件下对土工膜防渗斜墙应力变形的影响。结果表明:与低土石坝应用复合土工膜防渗的情况相比,随着坝高的增大,复合土工膜不仅在坝顶锚固区处的应力应变较大,而且两岸锚固处的应力应变也随着坝高的增大而增大,在两岸坡脚锚固端处应力应变达到最大,对实际工程的设计具有一定的积极意义。

坝高和基岩刚度对重力坝地震响应的影响

应用随机振动理论,研究了坝高和坝基刚度对重力坝地震响应的影响规律.分析得到具有明确统计意义的结构地震均方根响应、地震最大响应均值及其均方差,分析成果可用于重力坝的抗震安全性和可靠性评价.同时分析了重力坝地震响应加速度和动应力随坝高和坝基刚度变化的统计规律.

胶凝砂砾石坝体应力及位移非线性有限元分析

为校核胶凝砂砾石坝的应力及变形状况,研究坝高、边坡变化对坝体应力及位移的影响。结合胶凝砂砾石坝本构模型,以非线性有限元方法研究不同坝高及边坡对坝体应力及位移的影响。结果表明:胶凝砂砾石坝的大、小主应力均随着坝高的增大而增大,最大大主应力出现在坝基面中部;坝体小主应力等值线在下游分布大体与坝体边坡平行,小主应力的高应力区分布在上游处,且坝踵处拉应力随边坡的变陡而增大。坝体的最大水平位移与最大垂直位移均随坝高的增大而增大;随着坝坡的变陡,坝体最大水平位移增大,垂直位移等值线向下游移动。