寬尾墩消力池透水底板水動(dòng)力特性研究.pdf

1、寬尾墩+消力池聯(lián)合消能工廣泛應(yīng)用于工程實(shí)踐并具有良好的消能效果。但由于寬尾墩射流沖擊下消力池水流流態(tài)及水動(dòng)力荷載特性異常復(fù)雜，工程中不乏有底板錨筋被拔出，甚至底板被掀翻的破壞實(shí)例。因此射流沖擊下消力池防護(hù)結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性是實(shí)現(xiàn)消能防沖目的的關(guān)鍵所在。鑒于當(dāng)今已建、在建和擬建工程都面臨“被動(dòng)防護(hù)”理念帶來的安全隱患，“主動(dòng)防護(hù)”的觀念下透水底板通過板塊開孔，主動(dòng)降低作用在防護(hù)結(jié)構(gòu)上的荷載，達(dá)到防護(hù)結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性的目的。前人的研究大都局限于

2、挑跌流反拱形水墊塘透水底板，而對(duì)底流消力池平底透水底板的研究卻很少涉及。研究消力池平底透水底板的水動(dòng)力特性，能夠促進(jìn)人們對(duì)這一新型防護(hù)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，為科研設(shè)計(jì)單位提供技術(shù)參考，推動(dòng)“主動(dòng)防護(hù)”模式的防護(hù)結(jié)構(gòu)在工程上的應(yīng)用。
　　 本文基于某寬尾墩消力池透水底板水工模型試驗(yàn)，在研究寬尾墩消力池水力特性的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地研究了平底透水底板的水動(dòng)力特性，主要得到以下結(jié)論：
　　 (1)總結(jié)前人關(guān)于寬尾墩消力池水力特性的研究成果，歸

3、納出寬尾墩消力池消能機(jī)理以及流態(tài)特點(diǎn)。
　　 (2)寬尾墩消力池表、底面時(shí)均壓強(qiáng)均沿程逐漸增大；底板上表面脈動(dòng)壓強(qiáng)分布兼有“挑流+底流”分布特性，底板下表面脈動(dòng)壓強(qiáng)系數(shù)與上表面有相似的分布規(guī)律，只是幅值有所衰減。
　　 (3)研究了寬尾墩消力池上舉力分布特性并提出最大上舉力預(yù)報(bào)公式；閘墩末端設(shè)置寬尾墩，能夠顯著減小消力池板塊上舉力，最大降幅可達(dá)50％。
　　 (4)脈動(dòng)壓力點(diǎn)面轉(zhuǎn)換系數(shù)在0.5～0.8之間，分布規(guī)

4、律是消力池前部較小，后部較大。
　　 (5)板塊開孔(開孔率k<0.3％)后，底板上表面水流脈動(dòng)壓強(qiáng)基本不變，而下表面水流脈動(dòng)壓強(qiáng)在消力池前部有所增大，在消力池后部則有所降低；底板下表面水流脈動(dòng)壓力概率密度分布隨開孔率的增大更接近于正態(tài)分布；透水底板下表面水流脈動(dòng)能量較不透水底板有所升高，且脈動(dòng)能量主要集中在0～1.5Hz的低頻段內(nèi)；
　　 (6)從板塊開孔前后，板塊表底面水流脈動(dòng)互相關(guān)性的角度，初步探討了透水底板減壓降