高压输电铁塔塔身背风面风荷载遮挡效应研究

对比分析了现行国内外关于输电铁塔背风面风荷载降低系数η取值规定的规范,考虑挡风系数、宽高比等参数影响,分别设计了角钢、钢管、钢管与角钢组合输电铁塔塔身模型并进行风洞试验,获得了不同模型迎风面、背风面的体型系数和背风面风荷载降低系数η,分析了背风面风荷载降低系数随挡风系数和高宽比的变化规律。结合CFD分析和风洞试验结果,确定了钢管断面结构和角钢断面结构背风面遮挡效应的差异,挡风系数和宽高比相近时,角钢塔身与钢管塔身η值最大相差29.1%。对于角钢塔身和钢管与角钢组合塔身,背风面风荷载降低系数η试验值分别比中国规范计算值低23.3%-34.2%和6.9%-10.9%;钢管塔身试验值与中国规范计算值较为接近。

岩质高挖方边坡锚杆参数优化设计研究

针对某220 kV变电站岩质高挖方边坡,采用极限平衡法和数值分析法,设置不同锚杆打入角度和长度方案对边坡的稳定性进行了计算对比分析,优化了锚杆设计参数,评价了坡顶位移监测、深层水平位移监测和锚杆应力监测对锚杆加固效果。结果表明,(1)随着锚杆打入角度的增加,边坡安全系数先增大后减小,存在最优锚固角度,确定22°为最优锚固角度;(2)边坡下部锚杆受力大于上部锚杆受力,设计时应有重点考虑下部锚杆参数。当边坡安全系数不满足设计要求时,应适当增大下部锚杆截面尺寸或增加锚杆长度;(3)各排锚杆应进行不等长设计,锚杆长度通过极限平衡法量取潜在滑动面到坡面的距离进行确定和验算;(4)现场监测结果显示优化设计后的锚杆参数加固效果良好,经济效益可观。

黄土地基掏挖扩底基础抗拔试验研究

随着西部电网建设的发展,越来越多的架空输电线路需经过黄土地区。输电线路杆塔基础抗拔能力通常是其设计控制条件。掏挖扩底基础因具有较好的抗拔承载性能而在黄土地区输电线路工程中得到广泛应用。根据甘肃黄土地区2个试验场地12个掏挖扩底基础实测上拔荷载位-移曲线,分别采用Chin双曲线模型以及初始直线斜率法、双直线交点法和L1-L2方法确定了基础抗拔极限承载力及其对应位移,得到了抗拔基础归一化荷载-位移曲线,采用归一化荷载-位移双曲线模型对试验结果进行拟合,给出了不同保证概率下基础荷载-位移预测曲线。结果表明:初始直线斜率法得到的承载力最小,双直线交点法次之,Chin数学模型法最大,宜采用L1-L2方法确定黄土地基掏挖扩底基础抗拔承载性能;荷载-位移曲线归一化处理可显著减小实测荷载-位移曲线的离散性,按双曲线拟合参数a、b均值确定的归一化荷载-位移曲线代表了试验平均值,而试验荷载-位移曲线刚度远大于95%保证概率的预测曲线。

戈壁碎石土地基原状土掏挖基础抗拔试验研究

在甘肃和新疆的7个试验场地完成了40个戈壁碎石土地基原状土扩底掏挖基础抗拔试验,得到了基础抗拔荷载-位移特性。结果表明,上拔荷载作用下,戈壁碎石土地基掏挖基础具有良好的抗拔承载性能,荷载-位移曲线呈大致相同变化规律,可分为扩大端土体被压密的弹性阶段、土体剪切变形至塑性区贯通的弹塑性阶段、滑动面形成至破坏的3个特征阶段。根据基础荷载-位移曲线,采用双切线交法确定了试验基础极限上拔承载力。基于土体滑移线场理论和Mohr-Coulomb强度准则,引入抗拔土体圆弧滑动面假设,推导了戈壁掏挖扩底基础的抗拔承载力理论计算公式,并将试验结果与理论计算结果进行了对比分析。

空间变化地震动下输电塔-线体系振动控制研究

在考虑输电线的几何非线性基础上,建立了输电塔-线体系的三维有限元计算模型。依据现行《电力设施抗震设计规范》,模拟生成了适合输电塔-线体系的多点地震动时程。利用质量、弹簧单元和阻尼单元模拟了调谐质量阻尼器,并对控制参数进行了优化。运用非线性时程分析方法,研究了多点地震激励对高压输电塔-线体系振动控制的影响。研究结果表明调谐质量阻尼器的减震效果显著,能够有效地减小输电塔的地震响应;仅考虑行波效应和多点激励对输电塔的减震效果影响较小,并且多点激励对输电塔的减震效果优于一致激励,但仅考虑相干效应减弱了输电塔的减震效果。

水库消落带岩石崩解过程中所处湿干交替作用环境模拟研究

水库运行期水库岸坡防洪限制水位及正常蓄水位之间消落带内的岩石,由于库水位的周期性变化而处在湿干交替作用的环境中.针对目前在研究水库运行期岸坡消落带软岩崩解机理过程中消落带湿干交替作用环境模拟不合理的问题,选取三峡库区三叠系巴东组中风化紫红色泥岩为研究对象,将泥岩置于室内周期性湿干交替作用的环境中,对湿化和干燥过程中泥岩崩解物的宏观质量、物质组成及微细观结构和湿化溶液的化学成分的变化进行测试.测试结果表明:崩解物的质量在湿干交替作用5个周期后不再增加;随着湿干交替作用次数的增加,黏土矿物中含量较大的蒙皂石矿物的含量在减少,第1次湿干交替作用后减少最为明显,4次后趋于稳定;随着湿干交替作用次数的增加,阳离子交换量在5个周期后变化很小.根据测试结果,确定了水库运行期消落带三叠系巴东组中风化紫红色泥岩在湿干交替作用过程中的湿化和干燥的模拟时间,即一个湿干交替作用周期的湿化时间为4天、干燥为2天;泥岩在湿干交替作用5个周期后不再崩解.研究成果为揭示水库岸坡消落带软岩崩解机理提供了消落带湿干交替作用环境的合理模拟方式.

分裂导线覆冰的数值分析与实验研究

建立分裂导线覆冰的计算模型,提出分裂导线覆冰的计算方法,并应用该模型和计算方法计算分裂导线覆冰的质量和形状,分析风向与两导线连线的夹角以及导线间距对覆冰的影响。通过模拟实验对本文提出的模型和计算方法进行实验验证。研究结果表明:对于横向水平风,当2根导线位于同一水平线时,迎风导线背部的遮蔽区导致背风导线的局部碰撞系数、覆冰质量和覆冰厚度均减小,但是随着导线间距增加,减小的程度不断降低,对背风导线覆冰的影响也越来越小。

架空输电导线覆冰冻结系数计算及其影响因素分析

冻结系数是输电导线覆冰预测计算的重要参数之一。为了提高冻结系数的计算精度,提出了考虑碰撞系数、电流焦耳热和导线表面温度等影响的冻结系数计算方法,并与原有方法进行对比,分析了环境参数对冻结系数的影响。最后通过实验验证了该方法的计算精度。应用该计算方法,不仅可以提高覆冰预测计算的精度,而且还揭示了微气象环境和导线特征等参数对冻结系数影响的规律。

考虑股线接触与摩擦行为的710 mm^2碳纤维复合芯导线(ACCC)股线损伤分析

利用扫描电镜观察710 mm^2碳纤维复合芯导线(ACCC)过滑车试验后股线的磨损形貌,分析滑车底径对股线损伤的影响及股线损伤机制.同时,考虑股线间的接触与摩擦行为,建立导线全尺寸模型进行导线过滑车非线性动力学有限元分析.试验结果表明:导线过滑车后股线出现塑性变形与磨损,在股线表面初始磨损处以黏着磨损的形式扩展,且股线损伤随滑车底径的增大有所改善;数值分析表明:股线等效塑性应变与摩擦能量损耗开始于导线过滑车时的弯曲过程,且随滑车底径增大而减小,股线损伤的模拟结果与试验情况吻合.在此基础上,研究股线间摩擦系数对股线损伤影响,得到股线损伤随摩擦系数的减小而减小.研究初步认为滑车底径为30倍导线直径时股线损伤在可接受范围内.

下击暴流移动对其水平风速及影响高度的作用

针对下击暴流整体移动对其水平风速的增大效应,采用数值模拟方法(CFD)得到全尺寸下击暴流不同径向位置的风剖面,并与线性叠加算法得到的水平移动下击暴流的风剖面进行对比,发现线性叠加方法在R/D≤1.1径向区间内不能准确体现下击暴流整体水平移动对沿其整体移动方向上的纵向风速剖面的影响。为此,本文提出了非线性预测方法,准确地得到了下击暴流不同水平移动速度条件下的不同径向位置风剖面;结合风剖面计算该公式与大气边界层风速分布,研究了地表粗糙度、10m高度参考风速、下击暴流初始出流速度等对下击暴流影响高度的作用。结果表明:整体水平移动下击暴流影响高度的最大值出现在R/D≤1.13范围;地面粗糙度增加明显降低了该影响高度;整体移动速度增大显著增加了下击暴流的影响高度。

上拔扩底基础与地基土体承载特性差异性分析

工程中多采用基础上拔静载试验中基础顶部荷载-位移曲线获取基础的承载力,忽略了基础周围土体的变形破坏过程,而实际工程中均是基础周围地基土体发生破坏。为研究扩底基础与其周围土体在抗拔承载特性方面的差异,以黄土地基中的9个扩底基础为研究对象,通过现场全尺寸基础的上拔静载试验,分别获得基础顶部与地表的上拔荷载-位移曲线,并进一步对基顶与地表处的荷载-位移曲线变化特征、抗拔承载力取值进行对比分析。结果表明,两处的荷载-位移曲线变化特征相似,相同上拔荷载作用下地表处的位移量均小于基础处位移量,差异以初始弹性阶段变形最为突出;两者在弹性极限荷载Q_(L1)取值方面,相差较大,但随着地基基础由弹性向塑性发展,差异逐渐减小,两者塑性极限荷载Q_(L2)取值基本相同。结合上拔扩底基础的破坏模式,分析出上述差异主要由于基础与周围土体之间变形不协调所致,加载初期基础顶部的上拔位移包括基础拔出量和上部土体压缩量,当上部土体压密后压缩变形消失,地基基础成为一个整体,上拔基础与周围土体的变形趋于协调。

电驱液压式大截面导线压接设备自动化研究

现有的压接设备可控性差、操作复杂,导致压接质量因人而异。针对此问题,提出了基于DDVC技术的导线压接设备自动化控制方案,建立了速度控制系统数学模型,应用Simulink进行仿真,分析系统性能。建立了基于DEFORM的耐张线夹压接实验模型,获得了耐张线夹压接的最佳加载速度曲线,并以此作为压接设备速度控制系统的Simulink仿真模型输入,对压接过程进行了仿真分析。结果表明:开环控制时系统存在一定的超调,加入PID控制后可有效抑制超调;所设计的压接设备可很好地跟随最佳压接曲线,跟随误差仅为0. 904 mm·s-1。研究成果对改进压接设备、提高压接质量提供了新的解决方案。

杆塔基础抗拔载荷试验维持荷载时变形特性及稳定判定研究

为了形成符合输电线路杆塔基础抗拔承载特点的载荷试验变形稳定判定标准,提出了维持荷载时位移与时间变化关系模型,结合实测数据分析了变形稳定特性,以及不同变形要求对维持时间、最终变形率的影响,提出了载荷试验维持荷载时变形稳定判定标准。研究表明,三参数黏弹变形稳定模型符合维持荷载时承载变形稳定规律。变形稳定判定标准为形成具有杆塔基础工程特性的抗拔载荷试验方法提供了依据。

钢框架-填充复合板结构抗侧性能研究

钢框架-填充墙体系是钢结构住宅中最为重要的受力体系之一。而结构设计时并未考虑填充墙对结构整体抗侧性能的贡献。本文通过ABAQUS有限元软件模拟钢框架-填充复合板结构在低周往复荷载作用下的情形,并与已有试验数据对比,验证模型的正确性。通过有限元结果和试验数据分析,得到复合板对结构整体抗侧性能的贡献,进而模拟出钢框架-填充墙结构简化计算模型,得到钢框架-填充墙结构的抗侧刚度简化计算公式,为理论分析及结构设计提供依据。

基于随机Hough变换的线路覆冰厚度图像识别技术

为了提高输电导线覆冰厚度的计算精度,提出了一种基于随机Hough变换计算输电导线覆冰厚度的方法。首先对导线的图像进行灰度处理,去除色调和色彩饱和度;然后利用Canny算子检测,对图像进行去噪和去除图像背景处理,只保留图像前景;再利用随机Hough变换和最小二乘法确定导线边缘直线;最后根据覆冰前后导线图像的像素来计算覆冰厚度。计算结果表明,该方法的计算精度比基于传统Hough变换的计算精度提升了14%,可以显著地提高输电线路覆冰厚度的监测精度和水平。

考虑径向温差的架空输电导线的动态增容分析

为提高输电线路输送能力和输电导线的动态增容,对输电线的径向温升现象进行研究分析.以架空输电线为例,首先基于热平衡方程计算导线温度理论值,然后通过建立输电线温度场电磁耦合有限元绞合模型,计算输电线径向温度分布规律,研究不同因素的影响,最后结合温度场的分析结果,分析输电导线动态增容的效果,根据导线的温度分布计算最小的载流量.结果表明:输电线的径向温度分布不均匀,内部温度高,表面温度低;输电导线温度受到载流量、风速、环境温度及时间变化的影响,径向温差一般可达0.58~4.53℃,因此研究架空导线的径向温差,根据导线的温度分布计算保证安全运行的最小载流量,有利于提高输电导线的动态增容,保证线路的运行安全.

基于SVM+SFS策略的多时相紧致极化SAR水稻精细分类

种类和种植方式的不同会导致水稻长势、产量的差异。精细区分不同水稻品种与种植方式,能够为水稻长势监测与估产提供更精准的信息。紧致极化SAR(compact polarimetry synthetic aperture Radar,CP-SAR)作为新一代对地观测SAR系统的重要发展趋势之一,同时兼具相对丰富的极化信息和较大的幅宽,为大范围水稻精细制图提供了可能。本研究首先利用RADARSAT-2全极化SAR数据模拟CP-SAR数据,并提取了22个CP-SAR特征参数;然后,针对CP-SAR多维特征信息,引入基于支持向量机和序列前进搜寻策略(support vector machine+sequential forward selection,SVM+SFS)的特征选择方法,构建基于决策树和SVM的水稻精细分类方法,得到了水稻精细分类的最优特征子集。实验结果表明,基于决策树的水稻精细分类方法可以获得较好的分类结果,总体精度达92. 57%,Kappa系数达0. 896,与全部特征参数进行分类的结果相比,总体精度高1. 2%,Kappa系数大0. 016。

基于影响函数法的多辊轧机辊系变形矩阵迭代法

该文提出了基于影响函数方法的新多辊轧机辊系弹性变形快速计算方法。该文分析了传统影响函数法在多辊轧机计算中的不足,构造了多辊轧机辊系变形计算的矩阵迭代方法,该方法计算量小且精度高,适用于任意类型的多辊轧机。该文针对森吉米尔轧机给出了该方法中整体刚度矩阵的构成方法,分析了整体刚度矩阵的特点,并列出了详细的迭代计算流程。通过与不同工况的有限元结果对比,验证了该方法的可靠性。

上拔与水平荷载综合作用下某碎石土场地扩底基础地基土体破裂面形态分析

目前我国某碎石土场地输电线路杆塔扩底基础地基土体在经历上拔和水平荷载综合作用下破裂面形态特征是难以确定的.论文基于弹塑性理论,采用有限差分方法对不同基础深宽比、扩展角的组合的25种(通过均匀设计获得)扩底基础在上拔和水平荷载综合作用下的变形破坏进行模拟,获得该25种扩底基础地基土体在上拔和水平荷载综合作用下的破裂面形态.通过破裂面形态的几何分析,建立上拔和水平荷载综合作用下扩底基础地基土体破裂面形态的合理概化数学模型.研究成果可为我国某碎石土场地的输电线路杆塔基础设计提供参考.

塔式起重机电能耗测试分析

通过完成规定的测试流程和测试工况,对两台不同力矩的塔机电能耗进行了测试,得到了塔机起升机构的能耗数据,通过对比变极调速和变频调速两种方式在带载起升、空载起升及空载下降过程中的能耗,分析了各自优缺点,对塔机能耗测试有一定借鉴意义。