摘要：地质力学模型综合法试验还没有形成一套完整的基于变位信息监测的稳定分析评价体系。针对这一问题,根据地质力学模型超载法、降强法和综合法3种破坏试验方法的原理和点安全系数基本公式,建立了基于地质力学模型综合法试验的大坝稳定安全系数评定关系式;应用变形突变理论,提出将坝体和坝肩岩体变位曲线中的拐点1作为初裂特征点、拐点2作为大变形特征点,并将各特征点对应的安全系数作为评价高拱坝整体稳定的依据。采用地质力学模型综合法,开展了加固地基条件下锦屏Ⅰ级高拱坝3维地质力学模型破坏试验,获得了坝与地基的表面变位、坝体应变和结构面内部相对变位的分布特性,并找到变位发展过程曲线中的特征拐点,综合模型破坏形态等分析得出坝肩稳定综合法试验安全度为5.2～6.0。该成果为工程的设计施工和安全运行提供了重要的依据。

摘要：采用急流衔接的闸坝防冲护坦末端“软硬”交界处或预挖冲坑常常发生基础淘刷破坏,不仅使护坦处于悬空状态,还可能引起护坦末端水流流态与设计的急流流态有偏差,甚至形成水跃状大尺度旋滚淘刷河床,但相关研究成果很少。针对闸坝下游防冲护坦末端基础发生淘刷的情景,采用室内机理模型试验和三维湍流数值模型方法,对护坦末端不同尺寸概化淘刷坑附近的水流流态进行详细观测和计算分析。结果表明,与护坦末端基础未被淘刷时的急流流态相比,淘刷坑使水流流态发生很大变化,可分为护坦上游的水跃、淘刷坑内的混合流、此两类组成的准周期流态三种。流态演化的研究结果可为分析闸坝下游护坦结构大规模破坏提供技术支持,具有一定工程应用价值。

摘要：潮流能涡轮机周围流场的压力脉动是影响涡轮机安全稳定运行的关键因素之一。为评估导管及导管喉部与叶轮间的间隙比δ对潮流能涡轮机压力脉动特性的影响,采用三维瞬态CFD方法和滑移网格技术对最优叶尖速比状态(T_(TSR)=4)下的裸涡轮机及间隙比分别为δ=0.02D、0.06D的导管涡轮机进行了三维数值模拟,通过分析涡轮机叶轮周围流场的非定常流动现象,分别得到了3种不同工况下涡轮机叶轮各监测点的压力脉动和频域振动特性变化规律。结果表明,涡轮机的压力脉动幅值由叶根到叶尖基本均呈递增趋势;加装导管可有效降低涡轮机压力脉动幅值;δ对涡轮机叶轮压力脉动系数影响较小,对压力脉动频域振动特性影响较大;涡轮机叶轮的压力脉动主频主要集中在相应工况的叶频附近;涡轮机叶片吸力面的压力脉动较压力面强烈,加装导管后可有效降低这种脉动。

摘要：为了揭示分布于北天山中西部的志留系上统紫红色粉砂质泥岩的蠕变特性,为拟建于此的某深埋越岭特长隧洞的设计、施工,以及长期稳定问题评价提供依据,通过钻孔取样进行了三轴蠕变试验研究。试验在5台岩石三轴蠕变试验机上进行,围压分别为0、5、102、03、0 MPa。试验取得以下主要成果:1)揭示了这类黏土岩的蠕变特性可用西原模型加以描述,并由此建立了蠕变本构方程;2)采用曲线求参法求解了各流变参数;3)采用叠加原理与等时曲线法获得了岩石的长期强度;4)各蠕变参数随围压的升高而增大,长期强度较瞬时强度降低的幅度亦随围压升高而增大,单轴条件下降低25%,30MPa围压时降低52%;5)抗剪断长期强度较瞬时强度降低了60%(内聚力)和36%(内摩擦角)。这些成果为工程建设提供了科学依据,试验方法与成果整理方法可供同类工程参考。同时,还通过常规试验获得了该类岩石的主要物理力学性能,这将有助于蠕变试验成果在其他工程中类比使用。

摘要：层状岩体由于层理面或者结构面的存在,在力学上具有横观各向同性的特点,现有的各向同性蠕变模型难以全面反映横观各向同性岩体的蠕变力学特性。为构建能够反映横观各向同性岩体的三维蠕变模型,以能反映瞬时应变、减速蠕变和稳态蠕变特征的黏弹性Burgers模型为基础,基于常泊松比假定,在三维各向同性蠕变本构方程的基础上,按照算子替换的方法,将横观各向同性柔度矩阵代替各向同性柔度矩阵,并考虑了平行和垂直层理方向岩体蠕变力学行为的差异性,推导了横观各向同性岩体的三维蠕变本构方程。根据本构方程的特点,提出了根据平行和垂直方向岩体蠕变试验结果进行三维蠕变本构模型中蠕变参数的辨识方法。将提出的模型应用于三轴蠕变试验参数辨识,从而获得了一套完整的三维蠕变参数,并与试验结果进行对比分析,从而验证了所提模型与方法的合理性和有效性。进一步,指出了传统蠕变试验设计方案的局限性,给出了横观各向同性材料蠕变试验设计建议。研究成果为研究岩体三维蠕变机制提供了新思路,可对岩体蠕变试验设计提供相应的科研支撑。

摘要：沙坪水电站由于多年运行存在机组振动大和过流部件磨损严重问题,需对现有机组进行技术改造并计划增加容量,提高电站安全性和年发电量。根据引水系统布置,基于机组出力计算数学模型,结合电站稳定工况下实测资料,准确计算引水系统的实际糙率值。结果表明,稳定工况下数模计算获得的调压室水位和水轮机水头与实测值平均偏差小于0.9%,证明数模的准确性和计算采用糙率的合理性;沙坪水电站在保持原水工建筑物和基坑尺寸不变的条件下,转轮直径由原来的2.03 m增大至2.10 m,电站总容量增加5%是可行的。增容改造后机组丢负荷或增负荷的调压室最高和最低涌浪水位仍然能满足水电站调压室设计规范要求,也符合调压室现有高程布置要求,因此沙坪电站增容改造是可行的。

摘要：空化空蚀和掺气减蚀机理的研究是高速射流研究的重要方面。在微淹没条件下,保证闸室面积与射流出口面积比不变,对设置门槽的有压矩形闸室后接圆管射流的突扩突跌消力池空化特性进行减压试验,其中跌坎高度S（5.5 m和4.0 m）和圆管长度L2（L2/d=2、1和0,d为圆管直径）。跌坎高度S从5.5 m降低至4.0 m,门槽及圆管射流出口处消力池边墙发生空化的可能性变化仅10%。圆管长度L2/d=2和0时门槽发生空化的可能性比L2/d=1时高出40%～60%;而L2/d=0时圆管射流出口处边墙的空化可能性比L2/d=1时可高出260%,L2继续增加对空化特性的不利影响有限。增加跌坎高度S有利于水流掺气,为达到良好的掺气减蚀效果,不宜过低。因此,跌坎高度S对门槽及圆管射流出口处消力池边墙空化特性影响较小,而圆管长度L2对其空化特性影响较大。

摘要：对具有高水头、大单宽流量的泄洪建筑物,工程中通常采用强迫掺气减蚀措施防止壁面发生空蚀破坏。本文主要通过物理模型试验研究方法,对高水头龙抬头明流泄洪洞反弧段下游底板和侧墙掺气减蚀进行了研究,提出了一种底部突跌凸型坎和侧墙加贴角联合掺气的新型掺气坎,解决了洞顶余幅、底空腔内回水和突缩引起掺气坎后形成水翅之间的问题。采用这种新型的掺气坎体型后,底空腔内没有回水,同时消除了反弧段后侧墙出现的清水区;侧空腔畅通并直接和底空腔相连,对侧墙和底板都起到了很好的保护。该体型对类似工程的设计及修复具有一定参考价值。

摘要：随着水利、铁路、公路和城市建设等工程越来越多,邻近人群聚居区的爆破作业日益增多,由爆破作业诱发的爆破地震效应所导致的居民的抱怨、投诉和民事纠纷也日益增多。爆破作业产生的振动会对临近建筑物的舒适性造成影响,由此引起居民的烦恼效应、惊扰效应和对建筑物破坏的担忧。利用建立在心理物理学方法上的烦恼率计算方法定量评价爆破振动舒适度问题,针对目前实践中大多是开展爆破质点振动速度历程监测而非加速度监测的现状,给出了一种基于爆破振动速度推求加速度的四点向前差分方法。根据人体对不同方向、不同频率范围和不同振动持续时间爆破振动的敏感程度不同,对振动加速度按不同方向进行频率计权与时间计权以获得计权均方根加速度,再计算3个方向的折算总计权均方根加速度并应用于烦恼率模型。结合某水电工程基坑爆破开挖工程,获得了39组爆破质点振动速度监测数据和舒适性调查数据。通过对比分析可知:39次试验中居民没有明显反应的场次为23,对应最大烦恼率上限约为0.06;居民有反应的场次为11,对应的烦恼率取值范围约为0.077~0.164;居民出现激烈反应的场次为5,烦恼率值约为0.17~0.31。综合爆破振动的特点,建议以烦恼率不大于0.07作为设计爆破方案的依据和控制标准,可有效减少居民对爆破振动的抱怨和投诉。

摘要：对目前国内关于河道生态需水量的主要研究方法进行了比较分析,针对山区小型河流梯级水电站减水河段面临的水生生物需水问题,并结合山区小型河流自身特性,本文提出了计算河道最小生态需水量的一种水力学法—修正的R2-Cross法,通过实例论述了其在山区小型河流中的具体应用。本文提出的修正的R2-Cross法具有直观、定量的特点,对山区小型河流最小生态需水的计算更具针对性和适用性。