水闸渗流稳定及应力应变分析

水闸渗流是水工结构中普遍的多功能建筑物,是干扰水闸结构稳定性的要素。水闸关闭后,将承载上下游水位差所造成的水平推力,促使稳定有可能向中下游位移;另外,鉴于上下游水位差的作用,水流会沿闸基向中下游渗透,绕过两岸连接的建筑物,造成渗透压力,尤其是对修建于土基上的闸基。鉴于土基抗渗性差,易于出现渗透变形,危害工程安全。本文利用渗流有限元法对水闸渗流问题开展了深入研究,并对水闸在分洪水位条件下的渗流及应力变形开展了剖析。最后得出通过上游54m的铺盖能够降低坝体在水流方向上的位移几率,可使水闸正常开启闭合,符合使用需求。     

墩柱底面波浪和波流浮托力的计算

根据大型深水码头工程实验和专题试验研究资料的分析，指出现行计算方法有两点尚待改进，即底面浮托力压强的分布和与最大水平波力相位同步的浮托力值的确定。综合理论计算和实验结果，提出了确定最大水平波力出现相位的图表，据此可确定墩柱稳定分析所需的同步浮托力，并对波流场中浮托力计算提出了建议。     

沿海挡潮闸闸基非恒定渗流扬压力推求

<正> 1 问题的提出 我国拥有19000km的海岸线,在河流人海处兴建了许多挡潮闸,它们都有一个共同的特点,即外河水位随潮汐的涨落而变化,而内河水位一般情况下比较稳定,闸基渗流是典型的非恒定渗流。 1998年江苏省国营淮海农场在东滩人海中心河上新建一座挡潮闸,在进行该工程设计时,遇到了闸基非恒定渗流扬压力的求解问题,现有挡潮闸设计资料没有介绍闸基非恒定渗流扬压力求解的具体方法。笔者从一般非恒定渗流的基本方程出发,求出沿海地区常见挡潮闸闸基扬压力的理论解,对同类闸基渗流分析计算有一定的参考价值。     

半潜式浮基风电平台设计及波浪动力响应分析

为了开发深海风能资源,研究浮基风电平台在波浪中的响应特性,设计了一种半潜式浮基风电平台。应用ADINA软件,采用边界造波方法、ALE动网格方法以及网格变疏增大数值黏性的消波方法构建了数值波浪水池,对ITTC半潜式平台在规则波作用下动力响应进行了数值模拟,通过与该平台的模型试验数据进行比较,验证了数值模拟方法的准确性。而后对一种新型的浮基风电平台在波浪中的运动进行了数值研究,给出了风电浮基平台在不同水深、不同波高波浪周期情况下横摇、纵摇时程曲线。数值计算结果将有助于了解浮基风电平台塔架顶端的运动、位移和受力,为海上风机系统的设计提供合理的荷载参数。     

三峡库区港口码头排水关键技术

港口排水关键技术是港区码头稳定性研究的内容之一,也是库区防治地质灾害研究的主要方面。大量研究表明,水是岸坡失稳和码头结构滑移破坏的敏感因素。应用流体力学理论结合码头结构建设,分析了地下水排泄过程,借助管道和碎块石盲沟建立了港口码头快速排水与挡墙基床排水的方法;运用质量守恒定律和地下水渗流原理,建立了港口码头排水计算数学模型和排水过程计算公式,并用在了码头的稳定设计计算中。排水技术的研究对港口码头的稳定分析以及地质灾害的防治具有指导性意义。     

基于ANSYS温度场模拟的均质土坝稳定渗流数值计算

利用渗流场与温度场的相似性,运用大型的通用有限元软件ANSYS的热分析模块对渗流场进行仿真模拟计算.在计算过程中,通过ANSYS的APDL语言对模型进行编程计算,采用死活单元方法,运用自由面适应网格方法,从而计算出渗流相关物理量.为了验证计算结果的准确性,将相关结果与理论计算值进行比较,浸润线、渗流量和渗流场的数值都较为准确,结果表明ANSYS的热分析模块对均质土坝稳定渗流进行仿真模拟计算的可用性.     

静水中水面倾覆船舶打捞的力学分析

水面倾覆船舶的打捞过程是一项非常复杂的海上打捞作业。主要研究静水中水面倾覆船舶的打捞问题。首先对其进行稳性计算，然后初步规划出打捞方案，再对打捞过程进行力学分析。采用起吊能力较大的浮置起重机作为主要打捞工具，同时装配甲板滑车来支撑和稳定船舶。对打捞过程中船舶的水动力特性及起吊力的计算，运用matlab工具实现数值仿真。最后对计算结果进行分析。     

甬江河口建闸工程闸下淤积数学模型研究

闸下淤积是潮汐河口建闸的关键问题之一。针对甬江河口建闸工程,建立平面二维水沙数学模型,分析计算河道淤积现状、不同建闸方案工程后的淤积情况以及建闸工程对北仑港区、镇海港区水沙运动和地形变化的影响。计算结果表明,河道目前处于淤积状态,沙源主要来自外海。工程实施后,闸上因受闸保护河道基本无淤积,而闸下淤积影响较大。从整个河道看,闸址越靠近河口,受保护的上游河道面积越大,由闸下淤积带来的河道总体泥沙淤积增量越小,甚至小于目前的河道淤积量。闸下淤积对镇海港区影响较大,对北仑港区影响较小。     

单级省水船闸水级计算和影响因素探讨*

省水池水位高程及工作水头计算是省水船闸水级计算的重要内容，影响因素众多。推导建立了综合船闸总水头、上下游水位变化、省水池数量和面积、剩余水头等因素的单级省水船闸省水池水位和作用水头计算公式。根据公式分析了上下游水位变幅、省水池级数和省水池面积等对省水池水位高程和作用水头的影响。最后结合某60 m单级船闸，计算对比不同方案各级省水池水位和作用水头，提出了合理的水级划分方案。     

基于改进阻力系数法的大沙河某拦河水闸渗流分析研究

本文以黄河故道大沙河夹河闸扩改建工程的水闸渗流稳定计算为研究对象,深入分析改进阻力系数法计算结果影响因素以及在水闸稳定分析计算中的应用情况,所得结论如下：1）从计算机理以及案例计算均表明阻力系数的大小主要取决于渗流区域的几何条件,尤其计算段的长度,且水头损失与阻力系数之间呈现正相关;2）通过采用修正系数法对夹河闸进行渗流分析结果表明计算各段渗透坡降最大出现在出口段,平均渗透坡降为585,水闸抗渗稳定满足规范要求。本文研究内容对进一步优化改进阻力系数法以及水闸渗流稳定计算均具有借鉴意义。     

建闸河口闸下潮波变形数值模拟研究*

我国河口建闸之多,闸下河道淤积之严重,世界罕见。众多学者对建闸河口闸下淤积的机理进行了系统的分析和研究,认为潮波变形是造成闸下河道淤积的动力因素,闸下引河长度(河口到闸的距离)不同,潮波变形的特征也有所不同,淤积形态和特征也不相同。在潮波变形概化物理模型试验的基础上,建立了二维潮流数学模型,通过数值模拟计算,得出了不同引河长度时的潮波变形特征,为预测和分析不同闸址建闸所引起的淤积特性分析提供研究依据。     

欧田水库大坝三维有限元渗流分析

针对欧田水库大坝出现的渗流稳定问题,文中采用三维有限元法对大坝渗流场进行计算分析,并讨论在正常蓄水位下的四种不同防渗措施,得到四种防渗措施的溢出点高程、浸润线的各节点水头、渗透比降及渗流量。通过分析比较,得出欧田水库大坝的最佳防渗方案。     

非饱和土入渗的数值模拟

针对受降雨影响显著的非饱和残积土土质边坡,运用饱和-非饱和土壤水分运动的理论和二维非稳态渗流有限元模型,模拟雨水入渗引起的暂态渗流场,建立非饱和土边坡雨水入渗过程的计算模型.对降雨条件下,饱和-非饱和暂态渗流场二维问题进行数值求解.分析降雨强度、降雨持时和土壤渗透系数等重要参数对非饱和土边坡渗流场分布、发展的影响,并做出实例分析.     

不同引河长度下河口闸下淤积形态数值研究

闸下淤积是河口建闸的关键问题,直接关系到工程的成败。基于甬江及口外海域金塘水道实测水文泥沙资料,建立平面二维水沙数学模型,分析计算不同引河长度下的闸下淤积特点以及对北仑港区、镇海港区水沙运动和地形变化的影响。计算结果表明:在上游径流及外海来沙相同的条件下,闸址离河口越近,闸下河道因建闸引起的淤积量越小,但闸下淤积强度越高;建闸对北仑港区无显著影响,对镇海港区影响较大,当闸址位于镇海港区上游时,闸址距港区越近,淤积影响越显著。     

波高及波浪周期对浮托关键设备作业影响的计算分析

针对浮托作业中关键设备在不同波高及波浪周期作用下的受力及运动问题,以常规浮托作为研究对象,统计浮托作业海域波高及波浪周期分布概况,选取特定环境工况,利用数值模拟软件输入驳船组块模型、环境条件、系泊系统布置、浮托关键设备等参数信息,建立浮托安装计算模型,分析波高及波浪周期变化对浮托安装对接装置、组块支撑装置及橡胶护舷等设备的作业影响,评估施工风险与结构安全性,并对现场作业气候窗预报提出相应建议。     

双排钢板桩围堰在超深厚软土地基中的应用

以瓯飞一期围垦工程北闸双排钢板桩围堰为背景,介绍滨海超深厚软土地基中双排钢板桩围堰方案与施工技术。为研究双排钢板桩围堰结构安全性,对围堰抗倾覆和整体稳定进行演算,并利用有限元法对围堰施工全过程进行数值分析,得到不同施工工况下钢板桩、拉杆的受力状态以及围堰变形情况。研究结果表明:围堰结构安全性满足相关规范规程要求,有限元法计算围堰变形比实际情况大,说明该计算方法分析围堰结构安全是偏安全的;围堰前后排钢板桩及拉杆内力最大值工况出现不一致,建议围堰设计时应对施工全过程进行模拟,选择出各个结构最不利工况;围堰外侧海水位采用平均高潮位分析围堰结构安全存在一定的风险,建议采用设计高潮位。     

混凝土防渗墙对坝坡稳定作用机理的有限元分析

土石坝中建设防渗墙后,墙身会对坝体的渗流场和应力场产生一定的隔断作用,从而改变了相应的渗流场和应 力场,对坝坡的整体稳定产生影响。依托大型非线性有限元软件ABAQUS,运用有限元强度折减法,对增建防渗墙前后的 上、下游坝坡稳定安全系数进行比较分析,并引入计算收敛、土体位移、塑性贯通等3种失稳评价标准对比分析坝坡的安全 系数。分析得出：建设防渗墙后,上游坝坡的稳定安全系数有所降低,下游坝坡稳定安全系数增加,从而使得整个坝体的 稳定性得到提高。     

广东某水闸工程防渗墙渗漏探测研究

本论文针对广东某水闸工程在2013年出现的消力池底板破坏及渗漏现象,作者根据现场实际渗流情况,在1#闸孔至14#闸孔闸室底板布设探测孔,采用人工示踪方法对渗漏区域的渗流参数进行探测,实际检测时发现探测孔内存在明显的垂向流现象,分析探测数据,并采用Geostudio对闸基渗流场进行有限元模拟,综合分析判定该水利枢纽渗漏是由于防渗墙深度不够导致,后期工程修复针对防渗墙进行深部修补,至今该水利枢纽未出现明显渗漏现象。     

数值波浪水池与排水型高速船波浪增阻计算方法研究

基于CFD技术对三维数值波浪水池以及排水型高速船波浪增阻进行计算研究。采用在水池入口处模拟波浪速度的方法造波。水池尾部采用人工阻尼结合稀疏网格消波,自由面采用VOF方法处理,采用动网格技术结合运动控制程序模拟船舶的纵摇与升沉运动。对规则波中迎浪前进的Wigley III船模和Model 5b船模纵摇与升沉运动以及波浪增阻进行计算并与试验值进行比较、分析,为排水型高速船波浪增阻的计算提供参考。     

中外规范高桩结构波浪浮托力对比

国际工程中,波浪对海港高桩码头结构浮托力的计算至关重要,但各国规范中对波浪浮托力的计算方法不尽相同。国际上普遍较认可欧美等国际标准,或者采用当地标准,为了在国际工程中更好地推广中国规范,往往需要采用多种规范对比分析。根据中国行业规范及手册,结合具体工程实例,对比英国、美国、日本、ISO、国际航运协会标准等常用的国外规范。此外,结合工程常用的几种不同波浪特征周期条件,分析了中等水深和较深水深下,波浪总浮托力与结构底部高出静水面高度与设计波高比值之间的关系;根据不同计算方法,分析不同水深不同周期下波浪浮托力的差异和特点,提出了海外工程的使用建议。