摘要：为了对工程设计提供必要的依据,需要进行岩体的渗流-三轴应力耦合研究。由于缺乏相应的试验设备,因此研制了渗流-三轴应力耦合试验机,该设备由密封、水压控制、三轴加载、流量计量、自动控制及数据采集系统5部分组成,能够在垂直于渗流向的两个方向上实现独立加载。研制过程中引入了一些新工艺,采用聚氨酯密封胶实现了试件在高水压下的密封,引入阻尼器削减水压振幅以获得平稳的高水压源,采用油封技术解决小流量测量中的蒸发问题。

摘要：为了解决某水电站碾压混凝土双曲拱坝的泄洪消能与下游冲刷问题,采用1∶60的水工整体模型对其泄洪消能布置进行了深入的试验研究,通过方案优选,最终确定中孔采用滑雪道式溢洪道,两边孔采用新型折流器实现了高低坎水流碰撞消能、横向扩散碰撞消能;最大限度地增加了落水面积,充分利用下游河道水体消能,使冲刷深度由原来的30 m左右减至18 m以内,从而较好地解决了该坝的消能冲刷问题。该试验提出的布置方式和消能工可供类似工程参考。

摘要：锦屏高拱坝是目前世界上拟建的最高的双曲薄拱坝,水压力巨大,其设计和分析都超出现行规范。锦屏一级拱坝的环境条件存在明显的不对称特点:一是两岸地形不对称;二是两岸地质条件明显不对称;三是坝体的坝面受日照时间不对称。这些不对称性和高水压使锦屏高拱坝的安全性成为锦屏拱坝建设中最重要的关键技术问题之一。运用三维非线性有限元数值分析方法,研究锦屏拱坝在多种工况下的应力场和位移场以及左、右岸不利地质构造对拱坝工作性态的影响。坝体的应力和位移分布存在比较明显的左右不对称,引起不对称的原因除两岸地基刚度不对称外,拱坝坝体的不对称也是重要原因,因此应进一步优化拱坝体型。确定锦屏拱坝地基系统在不同破坏模式下的整体安全度:上游水压力超载引起系统失效的整体安全度约为5.0;坝基岩体抗剪强度降低使系统失效的整体安全度约为3.0;地震灾害引起系统失效的整体安全度约为6.0。根据屈服破坏区的分布,指出坝基加固处理的重点部位为左拱端下游侧1 800 m高程以上和右拱端上游侧1 630～1 800 m高程之间。

摘要：施工导流系统风险分析采用Monte-Carlo计算机仿真方法,改变了传统导流标准设计只考虑单一水文不确定性因素及数学模型中水力参数为定值的限制.而基于多元不确定性因素的仿真,由于水文和水力参数的不确定性,使仿真计算的堰前水位具有不确定性.为此,建立了施工导流仿真运算数学模型,采用计算机仿真方法模拟系统运行过程,求解堰前水位,应用中心极限定理确定仿真最小运行次数,通过数据统计分析,描绘出堰前水位的经验累计曲线和概率分布曲线.定义系统在设计挡水位失效的概率来描述施工导流系统的风险率,根据概率分布曲线确定现行导流标准下系统的风险率,为施工导流决策提供技术支持.

摘要：地质力学物理模型试验是研究地下工程问题的主要方法之一。结合锦屏二级水电站引水隧洞工程,对高渗透压下深埋引水隧洞进行施工过程的物理模拟,设计制作水压自动控制供水系统,离散式花管渗流生成系统,实现渗流场的高度仿真模拟。对动态施工过程中引水隧洞围岩内部的渗流及演化规律进行计算分析,实体模型内特征点的渗透压力计算值、实测值比照结果证明模型渗流试验系统的科学性和合理性。试验结论为引水隧洞的防渗施工技术设计提供理论依据,并对引水隧洞的长期稳定性、安全性评价和预测具有重要意义。

摘要：在分析堆石体三轴试验成果的基础上,探讨了堆石体的体积变形特性,提出了形式简洁的堆石体修正Rowe剪胀方程。将所建立的修正Rowe剪胀方程引入到沈珠江院士提出的"南水模型",克服了该模型由于采用体变–轴向应变抛物线假设所带来的一些缺陷。应用堆石体常规三轴试验和典型复杂应力路径三轴试验成果对修正后模型的合理性进行了验证。

摘要：通过试验对旋流式竖井的竖井段流速、压强等进行测量,计算了水流空化数。通过分析,明确了有必要在高水头旋流式竖井泄洪洞中设置掺气减蚀设施。针对旋流竖井环形掺气坎掺气空腔长度的计算问题,从旋流式竖井中水流微团的运动特点出发,运用抛射体理论,推导出旋流式竖井环形掺气坎掺气空腔长度的计算方法,同时将计算结果与试验数据进行了对比,表明给出的计算方法具有一定的精度,可供工程设计参考。在设置环形掺气坎后,对下游竖井段时均压强影响较小,脉动压强有所增大但频率分布以5 Hz以内的低频为主,不会对井壁构成威胁。

摘要：本文在风险分析理论、效用理论以及熵理论的基础上,从水电工程整体角度研究各种不确定性因素的耦合关系和施工导流系统综合风险的刻划方法,在导流标准期望效用损失均衡的条件下建立导流系统综合风险的分配机制,将导流标准的制定与施工导流系统综合风险分配耦合起来,提出效用风险熵作为导流标准选择的综合评价指标,实现施工系统风险的协调均衡性与系统优化。实例分析说明,施工导流系统综合风险分配机制的研究方法和计算模型是可靠的、适用的。

摘要：应用自行研制的高精度中型动三轴仪,对某筑坝堆石料的动力残余变形特性进行了试验研究。在充分考虑应力水平对残余动剪应变影响的基础上,对沈珠江提出的模型进行了改进,并利用试验求得的参数对理想面板堆石坝进行了残余变形有限元分析。研究表明:低坝时,改进模型与沈珠江模型计算的结果差别不大;随着坝高的增加、地震烈度的增大,两者计算的结果差别增大。

摘要：锦屏二级水电站引水隧洞群最大的特点是埋藏深、地应力高、外水压力大。这一极端复杂的赋存环境给4条引水隧洞的中心线间距确定带来了很大的挑战。为此,首先通过流-固耦合的数值计算方法,对洞间岩体塑性区贯通与否、隧洞壁面关键点位移曲线拐点、收敛位移是否超出相关规范共3种判别标准进行分析后,得到引水隧洞群最小理论间距值为50m。进而在类比与引水隧洞本身相邻的辅助洞和国内外几个典型深埋隧洞的洞径、埋深和间距的基础上,综合确定深埋引水隧洞群的最小允许中心线间距为52m,为当前设计采用60m洞间距提供了有力的理论支持。