水电站进水塔结构分析方案研究

水电站进水塔结构的安全直接关系到整个电站的安全和效益。采用三维有限元法分别建立了实体单元模型和梁单元与实体单元混合模型,开展了静、动力分析研究,对两种模型的计算结果进行了对比。结果表明,水电站进水塔采用两种模型计算的结果呈现出相同的规律。水电站进水塔结构分析可采用以实体单元模拟的成果作为结构分析的基础,在前部拦污栅框架部分的内力分析和配筋计算上以梁系与实体联合模拟的成果作为有效补充,为工程设计提供更为科学合理的参考依据。     

泸定水电站2号泄洪洞事故闸门设计研究

就泸定水电站2号泄洪洞事故闸门的结构设计、启闭机形式及容量的选择、门槽体型及动水闭门特性等问题进行论述。通过技术、经济等多方面综合比较分析,事故闸门采用上游止水、滚子轴承定轮支承、利用加重闭门的平面定轮闸门。该研究成果可供类似工程设计参考。     

溪洛渡水电站泄洪洞脉动特性试验研究

：溪洛渡水电站泄洪洞是目前国内最大规模的泄洪隧洞。通过模型试验,研究了溪洛渡3＃泄洪洞的脉动特性。研究结果表明：泄洪洞沿程脉动压力偏离正态分布,龙落尾下游泄槽多数测点的脉动压力为正偏。根据脉动压力时域特性的研究,脉动压力幅值可选为脉动压力均方根的3~4倍。龙落尾下游泄槽非冲击区底板各测点脉动压力系数不超过1.6%。压力隧洞在明满流过渡工况,洞内水流压力呈周期性变化,压力波动的幅度与压力隧洞洞顶气团的大小成正比,同时洞顶存在负压区。     

基于FLAC3D江坪河水电站泄洪洞衬砌地震响应分析

根据江坪河水电站工程资料,采用FLAC3D软件非线性分析方法对泄洪洞混凝土衬砌结构在地震作用下的响应进行动力计算;对衬砌上出现水平峰值位移和峰值应力最大的关键点进行跟踪,对某时刻衬砌上出现的最大水平位移与最大第一、三主应力进行分析.结果表明在地震波作用下,断层对衬砌结构应力影响明显,衬砌结构的应力最大响应时刻为4.4s;衬砌与断层相交处是衬砌结构的薄弱部位,应做加固处理.     

溪洛渡水电站无压泄洪洞衬砌混凝土秋季施工温控方案优选

为研究溪洛渡水电站无压泄洪洞秋季施工的温控防裂问题,运用三维有限元法模拟施工过程与温控措施,通过改变混凝土表面的热对流系数来模拟洒水、流水养护的影响,采用直接法模拟冷却水管的作用。运用ANSYS软件对1.0m厚衬砌混凝土秋季施工的5种工况,包括基本工况、基本工况加洒水养护、恒温流水养护、加洒水及恒温流水养护、无通水冷却,进行了仿真计算。通过比较相应工况中特定断面的表面点在不同时间的温度应力值和抗裂安全系数,得出结论:洒水能够有效降低拉应力;常温流水会加大内表温差;通水冷却有效降低最高温度,但应力改善效果不明显。秋季浇筑混凝土,早期宜洒水和通水冷却,后期恒温流水养护,这样能够有效避免温度裂缝的产生。     

南水北调工程穿黄隧洞北岸输水弯管的抗震分析

对穿黄隧洞工程的北岸输水弯管进行了三维有限元抗震分析,记录了地震波激励过程中弯管结构各单元的最大主应力和最小主应力时程变化过程.依据Ottosen结构强度理论提出了破坏指数的概念,并据此找出了弯管结构的上下弯头的变截面处是抗震薄弱部位,分析结果可为有关设计单位提供科学的建议.     

多功能观光温室结构加腋异型节点抗震性能研究

为更好地满足使用功能要求,提出将加腋异型节点应用于多功能观光温室结构中。通过ABAQUS软件建立2个加腋异型节点与1个普通异型节点并对其进行有限元分析,研究普通构造、单侧梁下加腋与双侧梁下加腋时,节点的塑性发展、滞回性能与骨架曲线、刚度退化及耗能性能。结果表明:低周往复荷载下,3种节点滞回曲线饱满,均有良好的抗震能力和耗能能力;加腋可使节点梁端塑性铰外移,加腋构造的刚度退化比普通构造出现稍晚,双侧加腋比单侧加腋较普通节点能更有效提高节点的屈服荷载和抗震性能。     

江坪河水电站无压泄洪洞衬砌混凝土冬季施工温控方案优选

为研究江坪河水电站无压泄洪洞冬季施工温控防裂的问题,采用三维有限元法模拟施工过程与温控措施,对1.5 m厚衬砌混凝土冬季施工基本工况、基本工况表面保护、封闭洞口、延长拆模时间4种工况进行了仿真计算.综合分析比较各工况特定断面的表面点在不同时间的温度应力值,得出结论:在冬季施工中为有效防止混凝土温度裂缝的产生,对底板、边墙宜采取表面保温保护措施.江坪河泄洪洞冬季施工各工况的温控方案的优选,可以为泄洪洞衬砌混凝土施工提供参考,对提高施工质量,降低施工成本有着重要的意义.     

瀑布沟水电站泄洪洞进口闸室结构

考虑三维初始应力场，采用三维非线性弹塑性有限单元法，分析了闸室结构整体和闸室典型断面的受力特性；估算了混凝土衬砌裂缝宽度，按极限状态进行了抗震分析；计算分析了结构整体受力特性，分析了结构抗震的薄弱部位；结合抗震规范要求，针对性地提出了闸室结构抗震措施，建议设计应考虑从结构体型、混凝土标号、加强配筋等方面采取措施，可保证结构抗震安全。     

基于声学单元动水压力作用下的进水塔损伤特性分析

针对附加质量法不能充分考虑库水—结构的耦合震动的影响,通过ABAQUS建立的库水-进水塔系统有限元模型,探讨基于声学介质理论的进水塔与库水的耦合作用。结果表明：与附加质量法相比,基于声学单元建立的塔-水模型的自振频率变大,动水压力减小,进水塔塔顶总位移减小66.77%,加速度减小10.67%,进水塔最大拉应力减小19.92%,压应力减小21.11%,进水塔的损伤面积和损伤程度变小,进水塔的安全性有所提高。因此,声学单元模型在实际工程设计中具有一定的精准性和适用性,为研究进水塔-库水耦联振动问题提供新思路。     

塔式进水口抗震性能研究

综合考虑某塔式进水口高度大、边墙薄的实际情况,联合运用振型分解反应谱法和弹性时程法进行了结构地震作用效应计算。2种计算方法的联合分析表明,时程法在典型节点的位移计算结果与振型分解反应谱法在同位置的计算结果基本相同,振型分解反应谱法在典型节点的第一主应力计算结果略大于时程法在同位置的计算结果,因此,在抗震验算和配筋计算时,采用振型分解反应谱法的计算结果是合理、可靠的。塔式进水口的综合评价表明,塔体的应力、位移、抗滑稳定性、抗倾覆稳定性均能满足规范要求,塔体的综合抗震性能良好。本文的分析结果,可为同类工程的抗震分析计算提供参考。     

小浪底水利枢纽进水塔温度作用分

小浪底水利枢纽集中布置的10座进水塔群，上部为格箱式结构，下部多为大体积的板、墙、墩、梁和柱式结构，兼有大体积混凝土建筑物的特点，由于多层孔道纵横交错，温度作用设计难度很大，简述了温度作用设计中采用的手段和方法。为了解进水塔施工期和运用期最大温度以及温度应力产生的部位和大小，对分缝分块施工布置方案的合理性进行评价，并为温度配筋提供依据，采用平面和三维有限元方法，对大体积混凝土结构进行了施工期和运用期的温度场及温度徐变应力仿真计算分析，对框架结构采用结构力学方法进行了分析。分析表明，进水塔分缝分块施工布置方案是合理的，施工期温控方案是可行的，温度钢筋配置时，在将温度作用与其它荷载按常规组合时，须考虑混凝土开裂对温度效应的影响。     

院基寺水库新设取水口工程运行对溢洪道影响研究

武汉市北部黄陂区前川城区因城市发展需要,拟在院基寺水库增设取水口。由于工程选址在水库溢洪道附近,为分析取水口建成运行对溢洪道的影响,分别从工程建设前后溢洪道泄流能力变化和工程运行时溢洪道边坡渗流稳定两个方面进行研究,采用Flow3D软件对工程建设前后不同泄流工况的流场进行建模并对比分析,应用Geostudio软件选取2处不利断面进行了边坡渗流稳定分析,结果表明工程建设前后溢洪道泄流流量变化小于1%且工程对泄流流场影响可忽略不计;若发生管道渗漏,溢洪道边坡最大水力坡降在规范允许范围内,且工程建设对溢洪道边坡渗流稳定影响较小,研究成果可供类似工程应用参考。     

瀑布沟导流洞围岩稳定与支护结构分析

采用弹塑性有限元分析方法对导流隧洞开挖、支护、运行以及最后封堵的全过程进行了较为全面的仿真计算分析,给出了围岩和混凝土衬砌结构的位移、应力分布等,根据计算结果提出了导流洞结构的设计原则和工程处理措施,基本上解决了高外水条件下隧洞设计的难题.     

龙滩水电站左岸拐弯坝段动力结构

基于线弹性三维有限元法，采用振型分解反应谱法，对龙滩水电站左岸拐弯坝段设小机组进水口方案和取消小机组方案分别进行了动力计算分析，研究了该坝段的位移和应力分布规律。结果表明:两种方案下的位移变化规律一致，总位移最大值出现在坝顶的同一位置；坝体主要截面的坝踵处出现了较大的拉应力，坝趾处也出现了不常规的应力集中现象，但拉应力区域都很小；各截面的最大压应力都在混凝土抗压强度之内；该坝段满足抗震要求。     

东深供水工程下穿公路的浅埋隧洞施工仿真分析

基于新奥法的基本原理，对东深供水改造工程凤岗隧洞越过广深公路的浅埋段的施工过程进行了有限元三维数值仿真分析，并和现场监测进行了比较。结论认为：有限元分析和隧洞围岩变形位移监测结果都表明隧洞设计的支护和施工方法是安全合理的；研究处于复杂地质条件下的浅埋隧洞的开挖和支护，对保证工程稳定，加快施工速度，节省工程投资具有重大意义。     

水库不同取水方案对下游河道水生态影响的预测分析

水库下泄水温的影响是水电工程环境影响评价的必要组成部分.不同取水方案下,水库的下泄水温过程不同,对下游河道的影响也不同.以下浒山水库为例,将单层取水和分层取水方案下的下泄水温作为边界条件,应用一维河道水量水温耦合模型,预测出不同方案下的下游河道水温,在考虑河道水生态(如溶解氧含量、浮游生物、底栖动物和鱼类等)对温度变化的响应下,分析得到不同取水方案对下游河道水生态的影响.分析结果表明:不同取水方案水温变化对浮游生物和底栖动物没有很明显的影响;单层取水水温影响的鱼类比分层取水的多.