溢流式面板堆石壩壩體溢洪道泄流特性研究.pdf

1、混凝土面板堆石壩隨著碾壓技術(shù)的不斷發(fā)展,越來越多的在實(shí)際工程中采用,溢流面板堆石壩因其特有的優(yōu)點(diǎn)而成為目前一種富有競爭性的壩型,也得到了國內(nèi)外壩工界的普遍關(guān)注。溢流面板堆石壩根據(jù)壩址實(shí)際地形、地質(zhì)條件將溢洪道直接布置在堆石體上,同時(shí),充分利用開挖棄料,簡化了樞紐布置,加快了工程進(jìn)度,降低了工程造價(jià)。隨著國內(nèi)幾座溢流壩的修建,國內(nèi)對溢流壩的研究也得到越來越多的關(guān)注。本文將研究的重點(diǎn)放在溢洪道高速水流的水流特性及其對溢洪道、壩體的流激振動(dòng)上

2、,通過數(shù)值模擬的方式來實(shí)現(xiàn)。 本文首先對壩體溢洪道的結(jié)構(gòu)組成、細(xì)部構(gòu)造進(jìn)行詳述,并對光滑式泄槽和臺(tái)階式泄槽兩種溢洪道進(jìn)行比較；在充分了解壩體溢洪道的結(jié)構(gòu)布置后,利用有限元結(jié)合模型試驗(yàn)的方法對溢洪道上高速水流的水力特性進(jìn)行研究,通過對泄洪時(shí)兩種不同流量下光滑式泄槽和臺(tái)階式泄槽上水面線、速度場、壓力場、紊動(dòng)能和紊動(dòng)耗散率的相互比較分析,可以得出的結(jié)論是對于小流量泄洪采用臺(tái)階式溢洪道的方式有非常好的消能效果,不僅能滿足工程的安全要求,

3、還可以節(jié)省投資,而對于大流量的泄洪,臺(tái)階式不但沒有消能上的優(yōu)勢,反而由于摻氣劇烈,使得水面線變高,增大投入。 在對高速水流水力特性研究的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究脈動(dòng)壓力作用下結(jié)構(gòu)的流激振動(dòng)問題,為了了解脈動(dòng)對大壩的模態(tài)影響,建立了一簡單模型,通過模態(tài)分析發(fā)現(xiàn),水流流速對大壩的振動(dòng)頻率影響明顯,隨著流速的增大,振動(dòng)頻率逐漸變小,進(jìn)一步考慮壩體彈性模量和厚度的影響,彈性模量越大,大壩的自振頻率越大,壩體的厚度越大,自振頻率降低,因此可以通