气爆过程中折板型竖井水力特性试验研究

为研究水深、进气压、进气量和干/湿区连通面积等参数与气爆产生机制之间的响应关系，首先，构建了1∶50水力模型试验系统，观测气爆喷射过程并分析竖井内压强变化规律；其次，通过气爆定义建立了竖井最大喷射高度预测模型及产生气爆临界条件；最后，对比分析了多种变量对竖井底部不同折板冲击荷载的影响.结果表明：气爆过程中折板型竖井内压强剧烈波动，一方面是由于高压气团的释放所导致，另一方面是因高速运动的水气混合物使得竖井内局部气压不平衡所形成；采用多元线性回归模型建立的经验公式可有效预测折板型竖井气爆最大喷射高度；结合不同变量与气爆强度之间响应关系提出的临界条件能够准确判断气爆是否发生；产生气爆时竖井底部折板的水冲击荷载除了与进气压、折板淹没状态、测点位置等因素有关以外，还与水气混合物喷射在折板底部时的随机性有关，气爆过程中折板下方最大水冲击荷载大于10倍正常泄流状态下折板表面的水动力荷载.     

低坝枢纽宽尾墩消能效果研究

结合鱼剑口电站坝下消能防冲试验研究成果,对低坝枢纽宽尾墩的水流特点、掺气特性、宽尾墩对大坝泄流能力和坝面压力的影响以及宽尾墩的消能效果等问题进行了初步探讨,提出了合理地使用宽尾墩结合辅助消能设施可有效地解决坝下覆盖层深,地质条件差,抗冲能力弱的低坝枢纽的消能防冲问题,从而为具有低水头,大单宽流量,低佛氏数特点的低坝枢纽泄洪消能开辟了一条新途径,可供有关低坝枢纽设计与试验工作者借鉴与参考     

老木孔水库成库后乐山港港区河段泥沙冲淤演变研究

乐山港位于老木孔水利枢纽库区河段,该段河床及水流条件复杂。为确保工程建设后航道畅通、港口正常使用,在定床模型基础上进行动床河工模型试验,以研究成库后泥沙冲淤演变及相应通航水流条件。试验结果表明:水库运行初期库区河床淤积较快,随着水库运用年限的增长,淤积速率逐渐放慢,至水库运用20a,库区河床冲淤尚未达到平衡状态;重点淤积部位在老江坝尾至坝址河段左右两岸边滩疏浚区,老江坝右汊及涌澌江口附近;水库运用20a,河床发生淤积,但库区航道尺度(航深、航宽、弯道半径)仍大于岷江三级航道标准,通航水流条件(流速、比降、流态)满足流量10 000 m3/s以下船舶的通航要求。     

隧道高地温的地质成因研究

为研究隧道高地温的地质成因，以云南某在建高速公路隧道——尼格隧道为研究对象，该隧道兼有高水温与高岩温，最高水温达63.4 ℃，最高岩温达88.8 ℃. 从区域地质构造及地震特征、水化学特征、地热储特征等对区域性的热因控制、水源、热源、导热通道等进行了分析，利用氢氧同位素分析法、锶同位素分析法、微量元素分析法、放射性元素分析法等对隧址区的热水来源及演变过程、热源成因进行了研究，并结合隧道工程地质、水文地质条件及开挖揭示状况，对隧道高水温段及高岩温段的地质成因过程进行了剖析. 研究结果表明:灰岩段高水温的成因过程与花岗岩段高岩温有所差异，隧道高水温的成因过程为热源（深部热异常体）—主要传热通道（深循环）—次级传热通道—浅表水体混合、水岩作用，其过程伴随着冷热水混合作用、离子交换作用等；隧道高岩温的成因过程为热源（深部热异常体、放射性元素衰变生热）—主要传热通道（深循环）—次级传热通道—热气沿裂隙传至隧道岩体，其过程伴随着S元素的富集，易形成H₂S或SO₂有毒有害气囊.      

刘家沟水电站水工模型试验研究

通过对刘家沟水电站水工模型的优化试验,发现溢洪道进水渠右导墙体型采用两圆弧+直线段结构能够较好的解决泄流流态问题,而消能形式采用泄槽出口平台设T型墩+岸坡分散水流+平台挑射出流的联合结构亦能够达到令人满意的消能效果.     

Periods and energy dissipations of a novel TLD rectangular tank with angle-adjustable baffles

A novel tuned liquid damper (TLD) rectangular tank with two angle-adjustable baffles was presented. The numerical analysis was performed using the commercial code FLUENT. The standard kinetic energy and dissipation rate turbulent model was employed, which was solved using volume of fluid (VOF) method able to treat both the free surface motion and the viscous stresses over the rigid walls accurately. The relationship between the natural periods of water and the angles of its baffles was studied by numerical sim- ulating of a case, and the changes of energy dissipations were investigated. The natural periods and dampers of the novel TLD can be changed in a wide range by adjusting the baffles' angle, thus it is more effective in controlling the vibration of structures in a wide frequency range.     

重庆门坎滩水电站泄流能力及消能结构试验研究

针对门坎滩水电站设计方案的泄流能力和消能效果等方面进行了模型试验,结果表明原设计方案存在溢流坝泄流过于集中以及消能效果差、容易形成坝下冲刷等问题。通过采用宽尾墩结构和修改消力池及闸孔边墩布置方式对原方案进行优化设计,其模型试验结果分析表明,优化方案泄洪能力、消能效果均满足工程要求。     

An Approximate Analytical Solution for Grout Transport Modeling： A Case Study in Luling Mining, China

This case study describes the effects of a grouting process developed to decrease groundwater flow exiting from a ruptured mine ventilation shaft lining in Luling coal mine at Huaibei, China. The primary purpose of grouting at this site is to prevent groundwater flow into the mine from adjacent aquifers. The study supports a transport perspective to describe the miscible grout movement, and provides an approximate analytical method to determine grout concentration based on Wilson and Miller's (1978) model. This study shows that the breakthrough curves (BTCs) established from the Wilson and Miller's model match the experimental BTCs obtained from test grouting performed at the site, and Rd a retardation factor of 1.1 is determined. The retardation factor and the BTC are subsequently used to guide the actual production grouting. The monitored result shows that the groundwater inflow at the disrupted ventilation well has been reduced by 47% after drilling and grouting just one borehole. The discharge rate was measured at no more than 4 m3/h after completion of four injection boreholes, which is about 13% of the 30 m3/h before grouting.     

砂雨法饱和模型制样相对密度控制要素与评价方法

为满足动力离心液化试验相对密度（D_r）低的制样需求,实现砂雨法饱和模型制样相对密度的准确控制,建立了设备制模稳定性评价方法,通过自主研制一套适于饱和模型制样的鸭嘴式砂雨法装置,开展了三组干砂/饱和砂模型对比试验;通过分析出砂口尺寸、落距、移动速度等控制要素的影响,对新型装置制样性能进行了验证;采用微型动力触探仪测试饱和模型不同位置及深度的D_r空间分布,给出了模型均匀稳定性评价方法;建立描述砂雨法制样过程流速变化的数学模型和推导表达式,提出了控制稳态D_r的归一化标准. 研究结果表明:3 mm为低密实度制样的最佳出砂口尺寸;饱和模型D_r随水中落距的变化率为空中落距变化率的3.5倍,水中落距是饱和制样密实度的主导控制要素;出砂口移动速度最高达到颗粒落速的31%,对低密实度制样影响不可忽略;设备移速与落距对颗粒流速及试样D_r大小具有决定作用.      

消能棚洞冲击信号动力特征

考虑落石下落高度、质量、形状和垫层厚度等参数, 采用室内模型试验研究了消能棚洞冲击信号的动力特征, 获得了冲击信号的频谱和自相关曲线, 分析了冲击信号的时频特征和最大频谱对应的振动频率及其变化规律, 并基于小波分析方法提取了各个频段的冲击信号, 获得了冲击信号能量的主要分布范围。研究结果表明: 随着落石下落高度的增加, 棚洞顶板中心处冲击信号的频谱幅值增大, 且该冲击信号的频谱有4个峰值, 呈对称分布; 不同形状落石冲击棚洞时冲击信号频谱幅值由大到小的顺序依次为球形、长方体、立方体和圆柱体; 普通棚洞顶部垫层越厚、落石质量越小时, 棚洞顶板中心处冲击信号的频谱幅值越小; 当5 kg球形落石从0.5 m高处下落冲击顶部未铺设垫层的棚洞时, 消能棚洞冲击信号的最大频谱和自相关曲线峰值较普通棚洞分别降低了60.98%和82.57%;当5 kg球形落石从2 m高处下落冲击顶部未铺设垫层的棚洞时, 消能棚洞的落石冲击能量主要分布在冲击信号频率15.625~62.500 Hz处, 占总能量的63.73%, 普通棚洞的落石冲击能量主要分布在冲击信号频率0~15.625 Hz处, 占总能量的74.30%。可见, 消能棚洞设计时应主要考虑中频冲击, 而普通棚洞设计时应主要考虑低频冲击。      

强震区桥台岸坡震动滑移破坏机理研究

针对汶川地震中大量桥梁岸坡出现滑移破坏现象,对地震作用下桥台岸坡滑移进行了理论研究.根据米塞斯流动法则,得到地震作用下桥台岸坡滑动面应变速度以及与滑动线夹角,据此得出作用于岸坡各外力做功和塑性流动消耗的能量,依据外力所做功与内部消耗能量相等的原则,最终推导出岸坡最大地震主动土压力及所对应滑动面倾角,将能量耗散理论与岸坡...     

多落石冲击被动柔性防护体系的动力响应分析

应用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对被动柔性防护体系在落石冲击作用下的变形和能量进行研究，采用ANSYS/LS-DYNA的显式分析方法，模拟了多块落石在不同运动模式下，其冲击荷载对被动柔性防护体系的动力响应，根据时程曲线，对比分析了多块落石在不同运动模式下的位移、冲击力、能量变化规律. 分析结果表明:随着落石初始冲击动能的增加，防护网达到最大位移所需时间总体呈现减少趋势，且冲击时间在0.11～0.14 s之间；落石的最大冲击荷载出现在0.04～0.07 s，且随初始动能增加逐渐增大；在落石冲击过程中，被动柔性防护结构发生能量耗散，其中钢丝绳网在落石为滚动状态下的能量大于落石为弹跳状态下的能量，且钢柱在落石为滚动状态下的最大峰值能量大于落石在弹跳状态下的最大峰值能量；在钢丝绳网被冲破时落石在滚动状态下钢柱的能量发生急剧增大.      

基于振动响应的高铁声屏障结构体系研究

为了研究不同开口形式的封闭式声屏障在高速列车所产生风压作用下的受力特征，以某高铁声屏障为研究对象，利用有限元软件Midas建立顶部不同开口间距的双侧封闭式声屏障及顶部不同覆盖长度的单侧封闭式声屏障整体模型；将速度为350 km/h的列车驶过时产生的脉动风压激励时程作用于声屏障结构整体模型，计算得到声屏障结构的静力响应和动力时程曲线；最后计算动力放大系数. 研究结果表明:双侧封闭式声屏障顶部增加开口间距和单侧封闭式声屏障顶部覆盖长度减小都有利于风压的释放，改善结构受力情况，随着开口间距增加或覆盖长度减小，有利作用愈加明显；对于双侧封闭式声屏障，开口2 m时立柱最大动应力是开口8 m时立柱最大应力的1.15倍，放大系数也增加0.12；对于单侧封闭式声屏障中，覆盖8 m时立柱的最大动应力是覆盖2 m时立柱的最大动应力的1.28倍，放大系数也增加0.37.