向家壩泄洪誘發(fā)場(chǎng)地振動(dòng)振源分析研究.pdf

1、我國(guó)是世界水電第一大國(guó),目前自主設(shè)計(jì)及在建的高壩中,其壩高及泄洪流量均已達(dá)到世界領(lǐng)先水平。由于高速水流的復(fù)雜性,以及高速水流與結(jié)構(gòu)相互作用的復(fù)雜性,高壩泄流誘發(fā)的泄水建筑物及周邊場(chǎng)地振動(dòng)的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。高壩泄流振動(dòng)問(wèn)題一直是近年來(lái)水利水電工程界關(guān)心的熱點(diǎn)問(wèn)題。在進(jìn)行高壩泄流振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算時(shí),主要困難在于激勵(lì)源的多樣性和復(fù)雜性,因而首先需對(duì)振源進(jìn)行分析,了解作用于壩體的動(dòng)水荷載特性。本文針對(duì)向家壩模型試驗(yàn)問(wèn)題、流激振動(dòng)響應(yīng)問(wèn)題及振源識(shí)別問(wèn)題

2、,通過(guò)水力學(xué)模型試驗(yàn)、水彈性模型試驗(yàn)、理論分析及有限元數(shù)值計(jì)算對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行研究,建立了相關(guān)的計(jì)算方法,得出一些有意義的結(jié)論。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(一)泄洪誘發(fā)振動(dòng)的水流脈動(dòng)荷載特征研究。根據(jù)向家壩實(shí)際工程結(jié)構(gòu)建立水力學(xué)模型,對(duì)作用于壩體的水流脈動(dòng)荷載特征進(jìn)行研究,重點(diǎn)分析不同泄洪工況下水流脈壓的幅值、均方根值、時(shí)程變化特征;應(yīng)用功率譜估計(jì)方法,對(duì)脈動(dòng)荷載的信號(hào)進(jìn)行譜分析,研究水流脈動(dòng)荷載的主頻分布規(guī)律。
　　(二)泄洪

3、誘發(fā)場(chǎng)地振動(dòng)的水彈性模型試驗(yàn)研究。根據(jù)實(shí)際工程結(jié)構(gòu)及地基情況建立水彈性模型,對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)地進(jìn)行隔振處理。測(cè)得不同運(yùn)行工況下結(jié)構(gòu)地基振動(dòng)的加速度響應(yīng)值,分析不同開孔方式對(duì)地基不同位置振動(dòng)的影響情況,初步識(shí)別不同激勵(lì)源對(duì)振動(dòng)的影響大小。
　　(三)泄流誘發(fā)壩區(qū)地基振動(dòng)振源分析?；谛沽髡駝?dòng)的正分析方法,依據(jù)有限元原理和計(jì)算方法,建立有限元數(shù)值模型。將實(shí)測(cè)水流脈動(dòng)荷載換算成原型水流脈動(dòng)荷載,并加載到數(shù)值模型上,對(duì)不同振源加載下結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)