底流消力池水動(dòng)力荷載特性研究.pdf

1、底流消能主要通過(guò)表面旋滾與底部主流的強(qiáng)烈紊動(dòng)摻混過(guò)程消殺能量，是水電站泄水建筑物常用的水力消能方式。底流消能以其流態(tài)穩(wěn)定、消能效果好、沖刷輕微、霧化范圍小、對(duì)地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)在高壩工程中的應(yīng)用受到越來(lái)越多的關(guān)注。但由于其底部主流流速較高、水流條件復(fù)雜，到目前為止，水動(dòng)力荷載與防護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性之間的內(nèi)在關(guān)系不十分清楚，工程實(shí)際中屢屢發(fā)生消力池底板泄洪破壞。因此，深入研究底流消能的水動(dòng)力荷載特性具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。本文依托

2、某工程1:50跌坎消力池和某工程1:80寬尾墩消力池兩個(gè)水工模型對(duì)底流消能進(jìn)行了水動(dòng)力荷載系統(tǒng)試驗(yàn)研究，主要內(nèi)容如下：
　　(1)基于模型試驗(yàn)對(duì)消力池底板脈動(dòng)壓強(qiáng)和上舉力進(jìn)行研究，得出了脈動(dòng)壓強(qiáng)、單位面積上舉力與總水頭的關(guān)系；對(duì)跌坎消力池與傳統(tǒng)消力池進(jìn)行對(duì)比，給出了跌坎消力池對(duì)脈動(dòng)壓強(qiáng)和上舉力的降低幅度。
　　(2)對(duì)消力池底板和邊墻的脈動(dòng)壓強(qiáng)和整體荷載進(jìn)行研究，得到了消力池底板和邊墻板塊的脈動(dòng)壓強(qiáng)點(diǎn)面轉(zhuǎn)換系數(shù)以及最大上舉力

3、與脈動(dòng)壓強(qiáng)的關(guān)系；提出以脈動(dòng)壓強(qiáng)為參數(shù)的底流消力池防護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的評(píng)估指標(biāo)。
　　(3)對(duì)消力池中線底板、邊墻板塊、陡槽板塊尺度對(duì)上舉力的影響進(jìn)行了研究，在試驗(yàn)范圍內(nèi)建立了消力池底板尺度、脈動(dòng)壓強(qiáng)空間積分尺度與上舉力的關(guān)系，給出了優(yōu)選板塊尺度的參考指標(biāo)。
　　(4)針對(duì)板塊四周止水完全破壞的極限情況，研究了消力池底板下表面與基巖之間縫隙的貫通程度對(duì)上舉力的影響。
　　(5)對(duì)消力池底板塊各種止水完好程度對(duì)上舉力影響進(jìn)行了

4、研究，以板塊四周止水完全破壞時(shí)的上舉力為基準(zhǔn)，給出可能出現(xiàn)的最大上舉力的增加幅度；并對(duì)以后進(jìn)行水動(dòng)力荷載試驗(yàn)時(shí)預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的最大上舉力提供參考。
　　(6)基于模型試驗(yàn)研究了寬尾墩對(duì)消力池水動(dòng)力荷載的影響，并給出寬尾墩對(duì)不透水底板和透水底板的下表面脈動(dòng)壓強(qiáng)及上舉力的影響程度。
　　(7)對(duì)透水底板透水孔內(nèi)的脈動(dòng)壓強(qiáng)特性進(jìn)行研究，得到透水孔內(nèi)任意兩點(diǎn)脈動(dòng)壓強(qiáng)相關(guān)系數(shù)的取值范圍；從幅值特性和頻譜特性兩方面就孔內(nèi)各點(diǎn)的脈動(dòng)壓強(qiáng)與相