錾高水电站首部枢纽水工模型试验

为了验证錾高水电站泄洪冲沙闸全开和局开、无闸溢流坝溢流等不同工况的过流能力、流态、下游冲刷及防冰凌等设计的合理性,通过对錾高水电站首部枢纽进行几何比尺为1∶50的水工模型试验,并对试验结果进行分析。结果表明:泄流能力满足设计要求;泄洪冲沙闸左侧边孔进口附近易出现强吸气旋涡,消力池出口冲刷较严重;将库水位抬升至1611.42 m可有效防冰凌。该模型试验可为下阶段的工程优化设计提供依据。

大盈江四级水电站溢流坝水力特性研究

文章针对大盈江四级水电站设计阶段提出的两种溢流坝布置方案(方案一:溢流坝+右侧泄洪冲沙底孔;方案二:溢流坝+左侧泄洪冲沙闸+右侧泄洪冲沙底孔)进行了计算流体力学数值模拟(CFD),结合水工模型试验结果与CFD数值模拟结果,分析了溢流坝两种布置方案的流态分布规律和消能防冲效果。计算结果表明,在流态规律和流速分布及消能防冲效果方面,方案一优于方案二;方案二较方案一更有利于库区排沙减淤,泄流能力较强。通过控制闸孔启闭模式可调整方案二相应出流流态,能较好地适应大盈江高含沙量的水流条件。

水电站地下埋管围岩内压分担率的统计特征研究

根据对我国现行电力行业标准《水电站压力钢管设计规范》按结构可靠度理论进行修编的需要,对水电站地下埋管围岩内压分担率的统计特征进行了研究。根据已搜集到的国内外部分水电站地下埋管围岩内压分担率的实测数据,利用统计数学中的K-S法和A-D法等检验方法进行了统计分析和分布假设检验,求得了水电站地下埋管围岩内压分担率在设计基准期内的概率分布函数及其统计参数,证明其最优概率分布函数可用对数正态分布来拟合。这些成果不仅为我国现行钢管规范按结构可靠度理论进行修编及对水电站地下埋管进行可靠度分析提供了必不可少的基础资料,而且对水电站地下埋管的设计也具有重要的参考价值。

锦屏一级水电站大理岩蠕变试验与流变模型选择

结合锦屏一级水电站地下厂房洞室群施工期和运行期围岩长期稳定性分析的实际需要,对厂区大理岩进行蠕变特性试验。对于用作比较的Hooke-Kelvin和Burgers两种常用流变模型及其模型参数确定问题进行简要阐述,推荐采用非线性最小二乘拟合的方法直接得到模型参数。对所采用的蠕变试验系统和蠕变试验方法,进行简要的说明和介绍。单轴和双轴蠕变试验结果表明,厂区大理岩试件在所处的应力状态下表现出一定的时效特征,经过一段时间的衰减蠕变后变形趋于稳定,符合Hooke-Kelvin流变模型所描述的蠕变特征,模型拟合曲线与试验数据能很好地吻合。因此,建议采用Hooke-Kelvin流变模型描述大理岩的流变性质。而Burgers模型不宜用来描述大理岩这样的硬质岩石的黏弹性性质,对于Burgers流变模型则应考察较长时间的试验数据。采用Hooke-Kelvin模型能够较好地解释锦屏一级水电站厂房洞室群开挖后变形最终趋于稳定的事实,试验所确定的流变模型及其参数可用于洞室群施工期和运行期的长期稳定性数值仿真模拟。

缝隙对钢衬钢筋混凝土管道结构承载特性的影响研究

基于某水电站坝后背管实际工程,建立了坝后背管斜直段底端的局部三维有限元数值分析模型,采用混凝土塑性损伤模型模拟管道外包及坝体混凝土,并在钢管与外包混凝土之间引入摩擦接触单元模拟两者之间的接触滑移特性.根据钢管外缝隙分布特征,拟定了均匀缝隙、非均匀缝隙以及随机缝隙方案,系统研究了缝隙值的大小及分布特征对管道承载特性的影响.结果表明:管道起裂荷载与缝隙值大小呈线性关系,由初裂部位附近的缝隙量控制;管道位移最大值基本出现在腰部附近40°范围内,缝隙值分布对管道上半周尤其是管顶的变形影响最大;内水压力较大时,不同缝隙方案承载比分布规律一致且数值比较接近,钢衬与钢筋混凝土在管道腰部的承载比基本不受摩擦系数的影响.

坝下游面钢衬钢筋混凝土管非线性有限元分析

采用解析法对某水电站坝下游面钢衬钢筋混凝土压力管道进行初步设计,确定了钢衬厚度和钢筋配置,对其进行整体三维非线性有限元分析,着重研究了在设计荷载作用下,钢衬和钢筋的应力状态以及管周混凝土的开裂特征.采用将非线性有限元分析与规范解析法相结合的方法,先根据非线性有限元计算的结果,分析得到钢衬钢筋混凝土管的钢筋应力,再将其代入规范解析公式,计算出结构的裂缝宽度,并最终提出了满足结构限裂要求的配筋方案.

布仑口水电站消力池尾坎位置模型试验

针对布仑口水电站水力学模型试验中导流兼泄洪冲沙洞消力池中出现远驱水跃,而常规解决办法都有不同程度副作用的问题,根据工程的实际情况,采用控制消力池尾坎位置的方法,通过1∶40水力学模型试验,提出将尾坎往上游移动5m,将尾坎始段位置与渐变段始段错开,从而提高跃后水深。试验结果表明,这种措施可以使消力池形成良好流态,从而避免远驱水跃,解决消力池流态问题、消能问题,还可稍减小工程量。

埋藏式内加强月牙肋钢岔管结构研究

本文结合实际工程采用几何比尺为1：6的物理模型试验方法，用不同材料分层组合模拟围岩，对水电站内加强月牙肋钢岔管与围岩联合承载的工作机理、围岩分担内水压力的规律进行分析。结果表明：钢岔管外围围岩承担了20％～40％的内水压力荷载。

高水头水电站地面明钢管受力特性分析

结合某高水头引水式电站,对地面明钢管在重力、内水压力、温度等荷载作用下的受力特性进行了三维有限元分析。研究表明:对于高水头电站,在正常运行工况下,地面明钢管及其支承环的应力主要由内水压力产生,且应力数值较大,但只要设计合理,管道能满足安全要求;由于伸缩节和滑动支座的设置,使管道在轴向能自由变形,均匀温度作用几乎不产生温度应力;但在不均匀温度作用下,管道将产生比较明显的横向弯曲变形,因此支座应允许一定的横向滑移,且设置横向限位装置,防止产生支座横向推力和管道滑落,特别是在日照强烈的区域,应格外注意。

高水头电站地面压力管道结构选型

为了选择合适的高水头引水式电站压力管道形式,采用规范推荐的解析方法设计地面明钢管和钢衬钢筋混凝土管,结合实际工程对二者进行有限元分析。结果表明:相比明钢管方案,采用钢衬钢筋混凝土管可以减少使用厚钢板和高强钢,节省投资;避免钢管卷板、焊接方面的困难以及复杂的伸缩节和支墩制造、安装和维护工艺;可根据具体情况选择边坡是否支护或管道回填,降低可能出现的山体滑坡等自然灾害的威胁程度。

清江水布垭电站现场帷幕灌浆试验与分析

介绍清江水布垭电站在工程地质条件复杂、运行水头高、灌浆盖重轻、防渗要求高、线路长和工程量大等不利条件下现场帷幕灌浆的试验方法及其工艺,并对试验数据进行分析,得出了帷幕灌浆施工必需的设计参数,为复杂条件的帷幕灌浆积累了经验,可供同类大型工程帷幕灌浆时参考。

西洱河二级大坝泄洪闸门应力检测分析

闸门的应力检测分析是大坝安全检查的重要内容。通过对西洱河流域大坝闸门的现场检测,探索了一套较为可靠实用的闸门安检方案。分析了门叶各构件在全闭档水和启闭运动时的应力状况,对于闸门长期存在的病害提出了较为合理的成因解释,进而给出了闸门整体性能和运行现状的评价结论以及治理建议。

龙羊峡水电站表孔弧形闸门原型试验研究

针对龙羊峡水电站表孔弧形闸门存在的振动和异常声响问题,通过闸门的制作安装精度检测、启闭力测试、模态测试、动力响应测试、声响测试等原型试验,对闸门振动原因和特性、启闭力不均衡问题、支臂的应力应变特性、异常声响的原因和特性等进行深入的研究。研究成果表明:①闸门在强振区的振动主要是变形模量小的水封的振动,水封振动的原因是闸门轨道存在严重偏差和铰轴同心度超标;②异常声响主要是两个铰轴同心度的偏差相对较大和铰轴与轴套之间存在干摩擦所致;③门体振动、支臂应力应变和启闭力的交替变化、铰轴异常声响之间都有密切关系,闸门在强振区的主要频率(1号门约4Hz;2号门约3Hz)基本一致。

阶跃函数模型在龙江水电站压力钢管监测中的应用

针对金属结构安全是水电站引水系统安全稳定运行的关键问题,监测了云南省龙江水电站引水隧洞压力钢管在施工期及充水试验时钢板的应力情况,综合分析了钢板应力的变化规律,结合施工期及充水试验时钢板应力的变化特点,采用阶跃函数建立了钢板应力监控模型,并与传统的统计模型进行比较。结果表明,该模型精度明显优于传统统计模型,可准确反映引水隧洞在施工期及充水试验时压力钢管钢板应力状态,且能通过监控模型分析将安全监测结果与实际工况有机结合,提高了安全监测结果对实际工况的反馈效果。

当卡水电站消力池的优化试验研究

当卡水电站属于中低水头水电站,其泄水建筑物具有水头低、佛氏数低等特点,通过模型试验发现原设计方案存在消力池体型欠佳、池内水流流态紊乱、消能效果差及坎后二次跌落水流大等问题,为此对消力池体型进行了优化设计,通过不同方案的优化比选,提出了将溢流堰和泄洪闸后消力池隔开、降低泄水闸底板高程、加宽泄水闸消力池宽度、减少消力池长度和适当提高尾坎高度等措施,有效地解决了原设计方案的不足,且降低了工程造价。

特大型水电站发电机定子铁心磁化试验影响因素分析与验证

溪洛渡水电站大型水力发电机定子是在现场进行组装,根据定子磁化试验数据来检验定子铁心的安装质量。为了真实反映铁心磁化试验结果,本文结合溪洛渡水电站发电机定子铁心磁化试验,从试验设备参数的选取和试验结果的分析角度,总结出影响磁化试验的因素,并对其施工过程提出了一些建议,旨在为大型发电机定子的现场组装提供参考。

大比尺钢衬钢纤维自应力混凝土圆形管道在内水压下的性能试验研究

本文通过模型实验,研究钢衬圆形压力管道的外包钢纤维自应力钢筋混凝土在内水压力作用下的性能,包括荷载-变形曲线,管道的开裂和极限荷载以及裂缝宽度,内水压与钢衬、钢筋、混凝土的应力关系等,并结合试验结果对这种管道的适用性进行分析.实验结果表明,钢纤维自应力混凝土能够显著地提高管道混凝土的开裂荷载,能够达到普通管道的2～3倍;钢纤维和自应力管道外包混凝土的裂缝宽度都有减小的作用.

吉布洛电站上游调蓄水库泄水建筑物水工模型试验研究

针对吉布洛电站上游调蓄水库泄水建筑物底孔位置低、泄量大、下游仅用防冲护坦作消能工等特点,采用1∶40几何比尺建立了正态整体物理模型,通过模型试验分析了泄水建筑物过流能力、水流流态及流速、进出口体型等。试验发现泄流时,出现了排漂泄流下游水横向流入表孔下游、主流侧流左右岸裹头水流现象明显、底孔下游水跃有水拱及二级水跃现象发生等问题。为此,提出了边墩进口体型优化方案,同时疏浚下游河道,改善水流流态。结果表明,措施有效,横向流消失,水拱及水跃现象基本消除,为工程设计和施工提供依据。

闽江水口水电站尾水壅水堰模型试验研究

尾水壅水堰是电站尾水位下降整治中一种全新的工程措施。根据模型试验观测结果,研究了在闽江水口水电站尾水渠修建壅水堰后尾水渠水位变化及近坝河段的水流条件变化。结合地形、地貌、尾水渠的特点对原方案堰轴线进行旋转得到了3个修改方案并进行了优化,其模型试验结果分析表明:优化方案的各项水力要素满足工程要求。

瀑布沟水电站宽戗堤截流水工模型试验及应用

为大渡河瀑布沟水电站截流工程选择截流方案进行水工模型试验。试验采用宽戗堤截流,设计戗堤顶宽分别为25 m和60 m的两种试验方案。试验结果表明:龙口水面线第二次跌落时,方案1在戗堤下游坡脚线附近形成的舌状体大于方案2,更能充分利用突扩造成的局部水头损失。因此选择方案1作为最终截流方案。其合理性得到了工程实践的验证,具有一定推广价值。