截流钢筋石笼起动流速计算方法研究

以工程截流中的单体钢筋石笼作为研究对象,深入探讨了其起动机理.通过对单体钢筋石笼受力分析,推导出其起动流速计算公式,分析了公式中拖曳力系数C_D、上举力系数C_L的影响因素.通过水槽模型试验,研究了不同摩擦因数条件下多种尺寸的正六面体钢筋石笼、条形六面体钢筋石笼、扁形六面体钢筋石笼起动流速变化规律;定量地分析了C_D和C_L与钢筋石笼扁度系数λ以及沙粒雷诺数Re*的相关关系,绘制了(λ,Re*,C_D)与(λ,Re*,C_L)的分布云图.经验证表明,起动流速计算公式和C_D、C_L分布云图二者结合的钢筋石笼起动流速计算方法的计算值与试验值基本一致,较好地反映了钢筋石笼的起动情况.     

堆石坝施工的实时动态仿真系统研究

在传统的堆石坝全过程施工仿真计算的基础上,建立了施工实时动态仿真模型,通过数值仿真技术、循环网络仿真技术、数据库动态连接技术等手段,实现了堆石坝施工模拟起点的任意性。该模型能够更真实的反映堆石坝施工过程中的不确定因素,对于施工项目管理和决策有着重大的指导意义。通过实例验证分析说明,该方法是可靠的、适用的。     

基于等效时间的混凝土水管冷却等效热传导

采用等效时间成熟函数反映不同温度历程下混凝土的水化反应状态,对考虑混凝土水化度的水管冷却等效热传导进行了研究,推导了基于等效时间的混凝土水管冷却等效热传导有阴无计算公式,研制了相关的有限元程序．在计算有热源水管冷却问题的混凝土平均温度时,需要存储各高斯点、各增量步等效时间增量．以获得时间增量区间对应的等效时间增量区间,然后计算考虑混凝土水化度时,该时间区间内的水化热温升增毓．针对采取骨料预冷和通水冷却等温控措施的某实际混凝土工程,分析在高温季节浇筑的混凝土块的温度和徐变应力,结果表明温度变化范围在12－27℃,考虑混凝土水化度时计算的浇筑块温度最大增高1.022℃,但徐变应力差民较小。     

大体积混凝土热膨胀系数反演分析

混凝土的热膨胀系数是大体积混凝土的温度应力仿真计算中的一个重要参数.现结合某建设中的特高拱坝,利用埋设在混凝土内的无应力计测值和相对应的温度值,采用最小二乘法进行混凝土热膨胀系数反演分析.分别选取中期冷却、二期冷却的典型降温过程和一期冷却的典型降温过程中无应力计测值和相应的温度测值进行热膨胀系数反演.分析结果表明,由于该特高拱坝的自生体积变形需要较长时间才能稳定,不宜采用一期冷却的降温过程来反演混凝土的热膨胀系数,而应采用中期冷却、二期冷却的典型降温过程来进行反演.所得参数对大坝混凝土的温度应力仿真计算具有一定参考价值.     

考虑混凝土软化特性的钢衬钢筋混凝土压力管道承载性能研究

采用损伤塑性模型,考虑混凝土软化特性,对三峡水电站钢衬钢筋混凝土压力管道进行非线性有限元分析,并与模型试验结果进行对比.与不考虑混凝土软性特性相比,考虑混凝土软化的计算结果在混凝土开裂范围、最大裂缝宽度、钢材应力等方面与模型试验成果吻合更好.考虑混凝土软化特性的计算结果表明:在设计内水压力作用下,管顶内侧和管腰外侧混凝土最易开裂,最大裂缝宽度的计算值约为0.26mm,小于规范规定的裂缝宽度限值;钢衬的最大应力出现在管顶,钢筋的最大应力出现在内层钢筋管顶位置,钢衬和钢筋的最大应力分别为132.1MPa和143.5MPa,均小于相应钢材的允许应力,满足强度安全要求.     

基于虚拟现实的水电工程施工动态可视化仿真研究

针对水利水电工程施工动态仿真的复杂性，基于虚拟现实技术，采用高效的图形渲染引擎，进行物理系统的模拟，展现出具有真实感的可实时交互的虚拟场景，并将系统仿真信息与图形紧密结合起来，为水利水电工程的设计、管理提供一种全新的环境，为决策者提供更科学、直观的依据。     

钢筋石笼起动流速试验与流场结构数模分析

介绍了钢筋石笼起动流速的研究现状,针对其不足,用石笼实际边长代替化引直径,经过理论推导,提出了以拖拽力系数为主要待定参数的钢筋石笼起动流速简化公式,并在此基础上进行了a×a×c形石笼的起动流速水槽试验.通过试验,分析了扁度与稳定性的关系,得到了不同扁度所对应的拖拽力系数值并讨论了底部摩擦力系数f给钢筋石笼稳定性所带来的重要影响.此外,为更好地了解钢筋石笼周围流场的特性,构建了一个透水性绕流数值模型,并以大涡模拟为计算手段,对透水性绕流场进行了三维数值模拟.通过将模拟结果与非透水性绕流场从流场结构、涡体脱落、静压强分布以及拖拽力系数等方面进行定性、定量的对比分析,得到了透水性对流场的具体影响结果.     

基于混合粒子群算法的特高拱坝不同材料热学参数反演分析

针对混凝土施工期热学参数与室内试验值存在差异这一问题,该文基于粒子群算法和光纤温度监测数据,对特高拱坝低温季节混凝土热学参数进行识别。为克服传统粒子群算法易局部最优的不足,引入凹函数惯性权重系数,并与遗传算法的交叉变异操作相结合,建立了群体智能优化混合粒子群模型,从而平衡全局和局部搜寻能力。选用实际冷却通水方案以及环境气温,考虑多档通水以及冷却水沿途水温变化影响,将混合粒子群算法应用于不同强度混凝土、同一强度不同级配混凝土进行热学参数反演分析。通过工程实例说明了智能辨识的合理性以及混合粒子群算法的良好收敛性。该反演成果对阐明混凝土热学参数与温度变化之间规律具有重要意义。     

施工导流堰前水位分布的概率密度演化方法

针对施工导流期间上游围堰堰前水位的概率分布,应用了一类以概率守恒原理为理论基础的概率密度演化思想和方法.在分析水文和水力不确定性的基础上,根据水库蓄量平衡关系,建立了堰前水位分布的广义概率密度演化方程.以某水电工程为例,通过数值求解带有7个随机变量的广义概率密度演化方程,得到了堰前水位分布的概率密度函数曲线,并根据该曲线随时间的演化规律,分析了堰前水位的涨落趋势和涨落速度,发现在水文和水力随机因素的综合影响下,水位分布大体呈对称多峰型,形式上与正态分布相距甚远.     

基于海量光纤测温数据的混凝土坝三维温度场分析系统

结合大型混凝土坝工程应用需求,提出了光纤埋设施工流程、海量测温数据实时获取方法及坝体三维温度场重构理论,研发了混凝土坝三维温度场分析系统,实现了光纤埋设施工记录和施工质量的可控可查,海量光纤测温数据的实时传输、解析及自动处理,实测温度变化过程分析,坝体二维、三维温度场实时在线重构及可视化等功能,并结合在建白鹤滩大坝工程,分析了该系统的应用模式及效果。实践结果表明:该系统可为海量测温数据的高效利用提供分析平台,为全面掌握坝体真实温度分布特征及变化规律提供新的思路,可直接应用于其他混凝土坝工程的温度监测与分析,也可拓展应用于其他工程海量监测数据的管理与分析。