带有两端防渗墙坝基的各向异性渗流解析解

由于目前在坝基设计中通常需要设置两个或两个以上防渗墙,对带有两端防渗墙的坝基各向异性稳态渗流进行了解析研究,将土体分为4个规则的区域,采用坐标变换将各向异性土层转换成等效各向同性土层,利用分离变量法将4个区域内的水头分布表示为级数解的形式,结合区域间的连续条件得出带有两端防渗墙的坝基各向异性渗流场显式解析解。将解析解退化到各向同性情况下的渗流量、坝底扬压力与保角变换解析解和数值计算结果进行对比,各向异性情况下的水头值与有限元软件计算结果进行对比,结果均吻合较好,验证了解析解的正确性,且相比于保角变换解析解具有更高精度。最后对坝基渗流场进行了参数分析,发现土体各向异性对坝基渗流有着不可忽略的影响,其他条件相同的情况下,竖直渗透系数与水平渗透系数比值较大土体的渗流量和出口梯度会小于竖直渗透系数与水平渗透系数比值较小的土体,竖直渗透系数与水平渗透系数比值较大的土体的最大扬压力会大于竖直渗透系数与水平渗透系数比值较小的土体。

任意光滑截面桥墩地震动水压力分析

对地震作用下任意光滑截面柱体上的动水压力,提出了一个解析的计算公式。基于辐射波浪理论,采用分离变量法推导了任意光滑截面柱体动水压力的精确计算公式,利用水层模态的正交性并将连续光滑函数展开为傅里叶级数确定计算公式的系数。通过对刚性椭圆形和圆端形截面柱体动水压力的计算表明,提出的动水压力解析公式具有很好的计算精度。

考虑库水特性的重力坝动水压力求解

为了对重力坝坝面动水压力进行便捷求解,在比例边界有限元方法的框架下可仅对上游坝面进行离散,推导出在不同方向地震动激励下刚性坝面动水压力的求解方程以及边界条件,详细分析了竖向地震动激励对坝面动水压力的影响.数值算例结果表明,所提计算方法能得到精度较高的数值解且可大幅降低计算量,此外,库水特性(包括库水的可压缩性和库底的吸收作用)对坝面动水压力的影响较大,同时还发现了动水压力沿库水上游方向的衰减规律.

部分潜入水中任意形状等截面柱体的振动分析

本文研究部分潜入水中的任意形状等截面柱体的弯曲自由振动问题,应用Fourier级数匹配法,提供了一个精确计算这类柱水耦联系统振动特性的解析方法,结果可由计算机解出。本文最后取水中椭圆柱体为例,给出了一些具体的数值计算结果。

规则河谷中计算水坝动水压力的解析方法

提出两种规则河谷水坝，即平面扇形河谷圆筒拱坝和半椭圆形河谷重力坝动水压力的解析解。算例表明：这一方法具有计算简捷，精度高的优点，可作为检验各类数值方法计算精度的手段。在实际河谷与水坝体型可近似地表为理想形态条件下，本方法也可以给出一定的实用结果。