摘要：在出流工况下,侧式进/出水口扩散段内水流与边壁易发生分离,产生局部非稳态现象,从而导致进/出水口流态紊乱。采用RNG k-?紊流模型对某抽水蓄能电站进/出水口流场进行三维数值模拟,并通过模型试验验证了数值模拟的合理性。研究结果表明:侧式进/出水口在扩散流时,受扩散角的影响在主流附近存在流动分离区,该区域紊动强度较大,形成局部非稳态现象,紊动强度与流速平方呈线性关系。流道内流速呈现周期性波动,波动周期与雷诺数近似呈幂函数关系。中间流道的波动周期小于边流道,且边中流道流速波动周期的差异与雷诺数呈现正相关。试验中对流速的监测时长应涵盖数个波动周期,才能准确衡量进/出水口的水力学特性。

摘要：硬脆性围岩在开挖完成后,其强度在高应力的影响下具有明显的时间效应,这导致围岩开挖损伤区的发展也呈现出与时间相关的特征。在岩石强度时效性演化模型的基础上,以锦屏二级水电站试验洞钻孔摄像、声波、变形监测等开挖损伤区实测结果为目标函数,采用正交设计方法、最小二乘支持向量机模型、粒子群优化算法等方法,建立了考虑时间效应的LSSVM-PSO智能反演分析方法,并以锦屏二级水电站试验洞为例,研究了开挖完成后的25 d里,围岩强度在高地应力条件下的时效性演化特征,进而获得这一时段内开挖损伤区扩展过程。研究结果表明:(1)高应力地区,隧洞开挖后,围岩损伤区的主要扩展方向受地应力控制,且最大扩展方向为最小主应力方向,且破坏区(破坏接近度FAI≥2)也集中于该方向;(2)开挖损伤区面积随时间近似呈S形曲线变化,表明开挖损伤区初始发展较为缓慢,随着时间推移呈现线性增加的趋势,最后又逐渐趋于稳定;(3)开挖后第3~10 d为开挖损伤区快速增长阶段。该研究成果对高应力地区硬脆性围岩开挖损伤区时效性演化研究具有指导意义。

摘要：坝基软弱破碎地质体是影响大坝安全的关键因素之一,其岩体力学参数的合理确定是大坝工程稳定分析与安全评价的基础。为合理确定向家坝水电工程左岸坝基挤压破碎带的变形模量,进行了室内MTS变形模量试验、现场小型承压板和大型承压板试验研究。3种试验方法得到的破碎带岩体变形模量基本都小于1.0 GPa,有盖层承压板试验条件下的破碎岩体变形模量测试值远大于无盖层岩体影响情况下的试验成果。研究成果表明,不同试验方法反映了左岸坝基破碎带岩体的不同受力状态,其变形模量也呈现一定差异性。在分析挤压破碎带变形模量试验值差异性的原因基础上,提出了左岸坝基破碎带岩体变形模量的建议值。

摘要：基于拉哇水电站溢洪洞采用挑流消能,对陡窄河谷下游边坡冲刷问题进行了试验研究。通过可视定床模型,对边坡水力学参数进行分析,并与边坡动床试验进行了对比。试验成果表明:扭曲挑坎的水流流态、岸边流速以及脉动压力等指标均优于斜切挑坎,岸边最大压力点高程与基岩抗冲流速等值线最低点高程相近;采用散粒体模拟陡峻边坡,边坡冲刷形态与定床岸边流速规律呈现较好的相关性,能较好地反映陡峻基岩边坡受水流冲刷作用的破坏范围。研究成果对类似工程的岸坡支护分区划分、防护深度确定和支护结构型式的设计具有一定的借鉴意义。

摘要：基于某大型水电站导流隧洞,对出口段负压问题进行了模型试验和数值模拟研究,试验结果表明长距离导流隧洞存在大范围负压。通过对长距离导流隧洞建立了三维数值模型,采用CFD方法对其三维流场进行了仿真计算,数值模拟结果和物理模型试验吻合较好,验证了数值模拟的合理性。据此进一步模拟了不同特征流量下导流隧洞出口段的负压情况,模拟结果表明导流隧洞在各流量工况下负压范围和最大负压值均大于有压泄水隧洞自由泄流情况下的负压范围和最大负压值,最大负压出现位置也存在一定差异。对此模拟了几种典型压坡方式以及出口段轴线偏转对出口段负压的影响,提出了改善导流隧洞大范围负压的合理措施,同时分析了各压坡方式以及出口体型对导流隧洞泄流能力的影响,为类似工程优化设计提供科学依据。

摘要：集鱼槽的布置及体型直接影响着集诱鱼水流的水力学特性,是整个集诱鱼系统设计的关键。为分析集鱼槽的布置及体型对诱鱼水流的影响,采用RNGκ-ε紊流模型和VOF模型对某水电站集诱鱼系统不同参数进行三维数值模拟,并通过物理模型试验验证数值模拟结果的合理性。结果表明,集鱼槽适合布置在尾水隧洞下游,集鱼槽宽度对诱鱼水流影响较小,而导墙长度和集鱼槽布置角度是影响诱鱼流速的关键性因素,同时集鱼槽布置角度还会对诱鱼口的紊动能场产生一定影响。

摘要：结合原位参数测试和湿陷模型,提出了一种黄土湿陷性原位评价技术。首先,基于时域反射技术和简易环刀法原位测试黄土体积含水率和湿密度;其次,依据原位测试参数和相关物性指标,运用湿陷模型开展湿陷性评价。上述原位湿陷性评价技术在5个场地中进行200组测试验证。结果表明,原位测试黄土体积含水率中95%数据的绝对误差在±3%以内,湿密度的相对误差在±2%以内。另一方面,采用机器学习模型和简化弹塑性模型定性评价黄土湿陷程度(如:无、轻微、中等和强烈)的准确率分别为88%和83%;定量评价方面,考虑轻微、中等和强烈湿陷程度,湿陷系数中90%数据的绝对误差可分别控制在±0.01、±0.03和±0.06以内。

摘要：为了解水泥砂浆试件经海水侵蚀时的尺寸效应,分别采用3种尺寸的正方体试件放在硫酸钠溶液中侵蚀,后每隔一定时间取出部分试件进行单轴压缩试验,分析不同尺寸试件的单轴抗压强度、峰值应变和弹性模量的差异。研究结果表明:试件经硫酸钠侵蚀时强度的尺寸效应存在一个临界值,随着试件尺寸的增加,侵蚀对强度的影响效应会呈现增加后减小的规律;不同尺寸的试件经硫酸钠侵蚀时,其峰值应变和弹性模量的差异没有强度的差异明显。

摘要：采用有限差分软件FLAC3D建模对GRF桩基础增强构件的设计进行优化探究以达到安全、经济、环保的综合效益,重点研究了增强构件的直径、设置角度以及强度参数对GRF桩基础承载性能的影响。数值模拟研究表明:在其他条件一定的情况下,随着增强构件直径增大,桩顶沉降量逐渐减小,超过一定的值沉降量反弹增加;增强构件的角度过大不利于桩体承载,应根据桩、构件、土三者的强度关系决定构件的角度;增强构件强度在临界值之前增加会导致桩顶沉降量线性下降,临界值之后构件强度增加对沉降量影响甚微;结合数值模拟结果初步探究GRF桩基础的沉降理论计算。

摘要：为了研究单排桩支护明挖隧道基坑桩侧土抗力系数特性,首先,建立了考虑桩侧土体受力状态的基坑桩侧土压力力学模型和位移模式;其次,根据虚功原理和位移场模式,建立排桩支护明挖隧道基坑桩侧土体功和速度场计算公式,引入极限上限方法,提出了考虑桩-土界面粗糙度系数的排桩支护明挖隧道基坑排桩的水平承载力系数计算方法,将该方法应用于计算实例,通过与已有理论计算方法对比分析,计算结果验证了本文方法的合理性与可行性;最后,利用本文建立的方法,分析了桩间距、桩-土接触面系数以及埋置深度对基坑排桩水平抗力系数的规律.结果表明:排桩的水平承载力随着桩距的减小而减小,直到达到一个最小值.排桩的水平承载力系数Np随着桩-土界面粗糙度系数α的增大而增大;当桩-土界面粗糙度系数α一定时,水平承载力系数Np随着埋置深度的增加而增加,当埋置深度率Z/D>7时,水平承载力系数Np随着埋置深度的增加趋于定值.