瓦屋山引水隧洞围岩流变特性数值分析

以瓦屋山水电站砂岩地层引水隧洞作为研究对象,针对砂岩的流变特性,采用Burgers模型反映其流变变形规律,基于现场位移监测资料,通过遗传算法优化的BP神经网络对模型中的力学参数进行反演,利用参数化程序设计语言编写Burgers流变方程并接入通用有限元软件ANSYS模拟隧洞岩体充水运行条件下的流变力学行为。通过对模拟结果的分析,该模型能够适应隧洞蓄水时围岩应力状态的改变并对围岩流变变形做出准确预测,研究成果可为引水隧洞运行期的稳定性分析提供参考。     

导流隧洞工程围岩突破现象与数值

根据工程岩体发生破坏时,总是从一处或少数几处开始破坏,通过应力场调整和岩体性质改变使破坏或者逐步扩展或者转入相对稳定的现象,提出用破坏追踪的方法对破坏过程进行数值模拟,在数值模拟的过程中,围岩的本构关系按全量型进行非线弹性分析,对不同的应力状态应用不同的强度准则,对不同的破坏状态应用不同的本构方程,对不同的破坏状态应用不同的弹性矩阵。通过一个导流隧洞的工程实例表明本文提出的方法可以模拟围岩破坏的过程,并且从破坏轨迹中可以分析出围岩的突破点和突破塌方的位置,为工程的支护设计和加固提供依据。     

贴边钢岔管与围岩联合承载有限元分析

以某水利水电枢纽工程为例，分别对明岔管和有初始缝隙的埋藏式钢岔管两种结构方案，进行了三维有限元计算分析，讨论了围岩性能及初始缝隙值对钢岔管应力和围岩承载比的影响，并与明岔管计算结果相比较，得出了一些有意义的结论。     

土坝渗流特性的反演方法研究

用有限单元法求解有自由面的无压渗流问题,目前常用的方法有变动网格法和固定网格法两种。在遇到渗透性不同的水平成层地基及各种复杂夹层时,程序的数学处理不易;当初始自由面与最终自由面相差较大时,网格过分变形导致单元畸形;并且该法不能用同一单元网格剖分来分析渗流场与应力场,增加了有自由面渗流域应力分析的工作量。本文利用无网格法具有积分网格和节点相互独立的优点,解决了传统有限元方法很难处理的复杂渗透介质的计算域的问题。土坝的渗透系数的反演属于高度非线性问题,由于人工神经网络能较好地解决非线性问题,基于对无网格法的渗流的正分析,用神经网络法对渗透系数进行反演,通过算例证明无网格法和神经网络法的结合为解决有自由面的土坝的渗透系数的反演提供了一个有效的算法。     

四川省朗达水电站高压钢岔管设计

结合郎达水电站岔管设计过程,将有限元引入岔管结构计算,并将其从复核性计算拓展到参与优选设计,不仅提高了工作效率和计算精度,而且能从结构安全度方面定量分析岔管运行工况及水压实验工况的应力状态。     

盘道岭隧洞围岩变形观测与回归分析

隧洞工程支护系统信息化设计的一个重要手段对围为形进行监测、分析，从而为设计、施工决策提供依据，实现监则信息对设计和施工的反馈。通过介绍盘道岭隧洞的围岩变形回归分析，阐述了回归分析的设计、应用方法。     

断面形状对隧洞围岩稳定性的影响分析

采用ANSYS软件分别对圆形断面、矩形断面、直墙圆拱形断面、蛋壳形断面形状的水工隧洞开挖进行了有限元分析计算。通过各种断面隧洞开挖后的位移、应力和塑性区的分析,对四种断面形状进行了优选。结果表明：圆形断面隧洞洞顶出现的沉降量最小,洞周应力分布均匀,出现的最大拉应力最小;矩形隧洞洞周围岩的沉降值和最大拉应力最大,应力集中程度和塑性区范围也最大;蛋壳形隧洞的洞周位移应力值和塑性区范围仅次于圆形隧洞。综合考虑隧洞的使用空间、造价等因素后,认为蛋壳形断面是最合理的隧洞断面形状。     

衬砌渗透性对深埋隧洞渗流场及塑性区的影响研究

将深埋隧洞简化为圆形轴对称模型,推导得到其渗流场和考虑渗透体积力的弹塑性解.以此为基础,通过衬砌与围岩渗透系数比值变化,对隧洞渗流场、塑性区和渗漏量进行分析,探讨衬砌渗透性影响.算例表明,当衬砌为透水材料时,衬砌及围岩内水头从外向内迅速减小,但当衬砌与围岩渗透系数比值大于50后,渗流场变化不再显著.隧洞渗漏量随衬砌与围岩渗透系数比值增大逐渐增大,但比值大于50后,趋于稳定值.对于存在初始塑性区的无压隧洞,当衬砌不透水时,衬砌的塑性区较大;塑性区随衬砌与围岩渗透性增大逐渐减小,并趋于稳定.对于存在初始塑性区的有压隧洞,保持内压不变,随着衬砌渗透性的增大,塑性区迅速加大,但当衬砌与围岩渗透系数比值大于50后,塑性区不再变化;对于无初始塑性区的隧洞,保持内压不变,衬砌的渗透性对塑性区发展影响较小.     

深圳市东部供水工程隧洞围岩地质条件与设计

介绍了隧洞围岩的地质条件及围岩类别与设计之间的关系。阐明了两种不同设计理论、方法的差异，主要表现在同类别围岩的初期支护和衬砌结构差异较大。新奥法设计的支护系统要显得柔弱些。针对工程施工中出现的问题，提出了一些看法。     

引水岔管水力特性三维数值计算

利用 - 紊流数学模型，对某抽水蓄能电站75º非对称引水岔管水力特性进行了三维数值计算，分析了不同工况下该体型岔管的压强分布﹑流速分布﹑压强与流速沿轴线变化、以及水头损失，其中水头损失计算值与试验值进行了比较。最后，对岔管体型和运行方式提出了建议。     

基于三维形貌的错动节理非线性渗流特性研究

岩石结构面形貌对可变形岩石节理中的渗透特性具有重要影响。为了研究可变形岩石节理中三维形貌对其渗透特性的影响展开了人工错动节理渗透特性实验。实验采用常法向荷载条件,法向荷载采用1.0~5.0 MPa。基于颗粒粗细,选取了三种花岗岩试样进行人工劈裂得到实验试样。采用一种三维形貌参数表征其粗糙度。基于实验结果,分析了节理中的非线性渗透规律,讨论了临街雷诺数及Forchheimer方程,并提出了错动节理中的非线性渗流公式。将提出的公式与已有的研究成果对比分析,包括Forchheimer方程、Izbash经验模型等。讨论了各模型的优缺点。通过对比可知,提出的公式考虑了三维形貌参数,可以看做是对Izbash经验模型的一种扩展,形式上简单,具有重要的工程价值。     

衬砌渗透性对深埋隧洞渗流场及塑性区的影响

将深埋隧洞简化为圆形轴对称模型,推导得到其渗流场和考虑渗透体积力的弹塑性解。以此为基础,通过衬砌与围岩渗透系数比值变化,对隧洞渗流场、塑性区和渗漏量进行分析,探讨衬砌渗透性影响。算例表明,当衬砌为透水材料时,衬砌及围岩内水头从外向内迅速减小,但当衬砌与围岩渗透系数比值大于50后,渗流场变化不再显著。隧洞渗漏量随衬砌与围岩渗透系数比值增大逐渐增大,但比值大于50后,趋于稳定值。对于存在初始塑性区的无压隧洞,当衬砌不透水时,衬砌的塑性区较大;塑性区随衬砌与围岩渗透性增大逐渐减小,并趋于稳定。对于存在初始塑性区的有压隧洞,保持内压不变,随着衬砌渗透性的增大,塑性区迅速加大,但当衬砌与围岩渗透系数比值大于50后,塑性区不再变化;对于无初始塑性区的隧洞,保持内压不变,衬砌的渗透性对塑性区发展影响较小。     

抽水蓄能电站引水岔管水力特性数值模拟

通过对某抽水蓄能电站在不同工况（抽水或发电）、不同分流比（单台机或多台机运行）情况下引水岔管的水力特性进行三维数值模拟计算,采用非结构化网格离散计算区域,使用有限体积法将方程的积分形式转化为代数方程组,为保证计算精度,采用二阶迎风格式,隐式求解,速度和压力方程用SIMPLE算法耦合．分析了各工况下岔管处水头损失变化和水流流态情况．结果表明,计算结果与试验较吻合,由于夹带不同能量水流汇合后“能量相互传递”,抽水工况水头损失出现了负值,发电工况流态好于抽水工况流态;分流（发电）水头损失较大,合流（抽水）水头损失较小,为机组运行方式的选择提供了依据,可使岔管能量损失降低到最小程度．     

高压静电发生器设计与负载特性研究

静电喷雾具有环绕、穿透、雾滴更加均匀的特性,因此极大地提高了农药防治效果和农药利用率。针对高压静电的需求,设计制作了带有反馈电路、输出电压可调的高压静电发生器,并进行参数的优化设计。在此装置的基础上,以3WBJ-15DB多功能静电喷雾器喷雾系统为试验平台,在接通负载和负载变化情况下测定高压发生器的输出。试验结果表明,所设计高压发生装置能稳定地输出电压,在喷雾条件变化情况下,也能稳定高效地输出电压。     

阀用耐高压旋转电磁铁特性研究

设计了一种轴向分相结构的耐高压旋转电磁铁,通过磁路解析、数值仿真和实验研究讨论了电磁铁的矩角特性曲线以及频响和阶跃响应等静动态特性,其仿真频宽约为115 Hz/-3dB和80 Hz/-90°,上升时间约为15 ms.为了验证理论分析的正确性,搭建了静动态特性实验平台对其进行了实验研究.结果表明该电磁铁的矩角特性近似于正弦波形,其最大静转矩达到了0.19 N·m,实验频宽达到113 Hz/-3 dB和65 Hz/-90°,上升时间约为18 ms.实验结果和仿真结果基本吻合,可以用作直动式2-D数字比例阀等的电-机械转换器.     

不同结构形式水工隧洞温控特性分析

水工隧洞大多采用城门洞形和圆形断面,城门洞形底部一般为平板。实际工程中,施工期温度裂缝大多发生于城门洞形结构的边墙和圆形结构的边顶拱,底板和底拱的裂缝较少,差异明显。基于三维有限元软件ANSYS,以乌东德水电站发电洞为研究对象,对不同结构形式衬砌混凝土施工过程中的温度场和应力场进行仿真计算,研究了衬砌混凝土温控特性。结果表明,结构形式和长度对衬砌混凝土温度场影响较小,对应力场和抗裂安全系数影响较大;结构长度相同,曲率越大,拉应力值越大,抗裂安全系数越小;结构形式相同,结构长度越长,拉应力值越大,抗裂安全系数越小。研究成果为水工隧洞衬砌混凝土施工期温控防裂设计和施工提供了重要参考。     

隧洞围岩稳定性与喷锚支护设计施工——以湖南椒花水库蕉溪岭隧洞为例

隧洞围岩稳定分析对工程设计与施工十分重要。蕉溪岭隧洞是湖南椒花水库供水工程的控制性工程,具有地质条件复杂,穿越多条断层带、浅埋段和破碎带,富水层多的特点。案例通过对蕉溪岭隧洞工程地质和水文地质进行分析,采用轴变理论与实践相结合的方法对隧洞围岩片帮和冒落极限高度进行预测,进而确定隧洞各段的支护设计。结果表明,根据围岩类型确定喷混凝土厚度和锚杆尺寸,结合地下水状况确定灌浆措施,效果较好。案例结果有助于为同类项目工程设计与施工提供科学参考。     

高压断路器动作特性监测新技术研究与应用

随着对供电可靠性要求的不断提高,以往对高压断路器通过停电例行检修维护的方式远远满足不了目前对断路器的状态评价要求.因此,为了解决这一问题,介绍了一种高压断路器动作特性在线监测装置,并结合实际现场案例进行分析,对高压断路器状态进行评估分析,建立各种型号的断路器分合闸线圈电流波形"指纹数据库",利用先进的算法分析技术,实现...     

高压处理蛋黄酱动态粘弹特性的研究

使用AR－500流变仪测定了不同压力处理后的蛋黄酱动态粘弹特性，得到复模量、复柔度、复粘度和贮能模量的变化曲线。结果表明，高压处理后的蛋黄酱是剪切稀化流体。应用动态粘弹特性理论对试验结果进行了分析，初步证实高压对蛋黄酱中的蛋白质分子存在一定的解聚和伸展作用。     

高压断路器液压操动机构管道特性研究

以550 kV SF6高压断路器液压操动机构为研究对象,分析了液压机构分合闸过程中的管道损失和压力波传递效应,建立了管道损失和压力波动分布参数模型.对系统进行了建模和仿真,讨论了液压机构的管道特性及管道结构参数对系统分合闸性能的影响.试验验证了仿真结果,证明了仿真模型的准确性.