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高重力坝表孔堰面曲线优化数值模拟研究
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作者 缑文娟 王天源 +1 位作者 刘东明 宋嘉婕 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第1期138-145,162,共9页
高重力坝溢流表孔的堰面曲线是影响下泄水流水力特性及泄流结构稳定性的重要因素之一。某溢流表孔原体型泄洪时,由于堰面曲线偏陡,导致堰面存在局部负压。为避免空化空蚀发生,建立了高重力坝溢流表孔的三维数值模型,采用RNG k-ε模型模... 高重力坝溢流表孔的堰面曲线是影响下泄水流水力特性及泄流结构稳定性的重要因素之一。某溢流表孔原体型泄洪时,由于堰面曲线偏陡,导致堰面存在局部负压。为避免空化空蚀发生,建立了高重力坝溢流表孔的三维数值模型,采用RNG k-ε模型模拟紊流,通过VOF方法追踪自由液面。对高重力坝表孔泄洪进行了数值模拟,并与水工模型试验数据进行对比,验证了数值模拟结果的准确性。进一步拟定了3种WES曲线方程的优化方案,研究不同优化方案对表孔堰面负压的影响。研究结果表明:随着堰面曲线变缓,堰面的负压区长度和负压值均减小,方案1的负压最小,虽泄流能力稍有降低,但均满足设计要求;而且,随着堰面变缓,曲线段流线更加平缓,相同断面处流速减小,临底流速梯度也随之减小,在相同水深处,掺气浓度增大。因此,选取方案1为最终优化体型。 展开更多
关键词 高重力坝 堰面曲线 水力特性 体型优化 数值模拟
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基于监测数据的溢流坝泄流能力计算与验证
2
作者 周文渊 方林 《水利技术监督》 2025年第7期38-40,108,共4页
溢流坝的泄流能力计算是其水力计算的主要任务之一,流量系数是溢流坝泄流能力计算的一个重要参数。文章基于某实用堰型溢流坝历年监测数据,分析了泄流能力和流量系数的变化特征,提出了一种预测泄流能力的方法,并进行了验证。结果表明:(1... 溢流坝的泄流能力计算是其水力计算的主要任务之一,流量系数是溢流坝泄流能力计算的一个重要参数。文章基于某实用堰型溢流坝历年监测数据,分析了泄流能力和流量系数的变化特征,提出了一种预测泄流能力的方法,并进行了验证。结果表明:(1)溢流坝的流量系数非一定值,随堰上水头变化而变化。(2)通过监测数据推算出溢流坝的流量系数,采用线性拟合的方法,可对堰上水头在某一范围内的泄流能力进行较准确的预测。 展开更多
关键词 溢流坝 泄流能力 流量系数 监测 验证
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老鹰岩二级水电站泄洪消能布置优化设计 被引量:1
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作者 任涓 曾勇 《水电站设计》 2025年第1期26-30,共5页
针对大渡河水文泥沙情况、工程区地形、地质条件及工程特点、电站功能要求,从工程的安全、后期运行调度需求角度出发,提出对老鹰岩二级水电站泄洪消能布置进行优化设计。考虑到与导流明渠结合的左侧2孔泄洪冲沙闸存在弧门推力值较大、... 针对大渡河水文泥沙情况、工程区地形、地质条件及工程特点、电站功能要求,从工程的安全、后期运行调度需求角度出发,提出对老鹰岩二级水电站泄洪消能布置进行优化设计。考虑到与导流明渠结合的左侧2孔泄洪冲沙闸存在弧门推力值较大、泄洪运行及调度不便及对下游右岸冲刷严重等问题,通过水力学计算和模型试验调整泄洪冲沙闸孔数与布置,同时满足后期运行维护需求。 展开更多
关键词 老鹰岩二级水电站 泄洪消能布置 优化设计 模型试验
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泄洪闸闸墩原型振动测试、预测与安全评价 被引量:15
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作者 李火坤 杨敏 +1 位作者 陈林 何小敏 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期938-946,981-982,共9页
针对某一大型水电站泄洪闸闸墩在其泄洪过程中出现的强烈振动情况,系统地开展了闸墩原型振动测试、振动响应数值模拟预测与运行安全评价研究。首先,对常遇洪水工况下的泄洪闸闸墩进行了原型振动测试,提取了闸墩结构在不同运行工况下的... 针对某一大型水电站泄洪闸闸墩在其泄洪过程中出现的强烈振动情况,系统地开展了闸墩原型振动测试、振动响应数值模拟预测与运行安全评价研究。首先,对常遇洪水工况下的泄洪闸闸墩进行了原型振动测试,提取了闸墩结构在不同运行工况下的泄洪振动时域和频域特征;其次,基于重力相似准则,研制了闸墩整体水力学荷载测试模型,对非常洪水工况和常遇洪水工况下闸墩的整体水动力荷载进行了测试,分析了不同洪水工况下的整体水动力荷载特性;然后,以模型试验所获取的整体水动力荷载时程线作为输入,进行了闸墩振动响应数值模拟计算,与原型观测工况结果进行了对比验证,并对非常洪水工况下闸墩的最大振动响应进行了预测;最后,对闸墩的泄洪振动进行了安全评价。结果表明,泄洪闸闸墩过大的振幅使其产生疲劳破坏的可能性很大,且不利于运行人员的正常操作,建议对闸墩进行抗振加固。 展开更多
关键词 闸墩 原型振动测试 水力学试验 数值预测 安全评价
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基于原型振动测试的泄洪闸闸墩动位移反演 被引量:9
5
作者 李火坤 杜磊 +3 位作者 梁萱 魏博文 黄锦林 司丹阳 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期1122-1129,1288,共9页
泄洪闸闸墩振动的动位移均方差是评估其振动危害程度的控制指标之一。为获取闸墩泄洪振动的整体动位移场,从而对泄洪闸闸墩进行全面振动危害评价,以某水电站泄洪闸为工程实例,针对该工程泄洪闸闸墩在宣泄洪水期间发生强烈振动导致无法... 泄洪闸闸墩振动的动位移均方差是评估其振动危害程度的控制指标之一。为获取闸墩泄洪振动的整体动位移场,从而对泄洪闸闸墩进行全面振动危害评价,以某水电站泄洪闸为工程实例,针对该工程泄洪闸闸墩在宣泄洪水期间发生强烈振动导致无法正常运行的情况,开展了闸墩泄洪振动原型测试,并基于所观测的有限测点动位移,提出了基于粒子群优化算法(particle swarm optimization,简称POS)的闸墩整体动位移场反演方法。结果表明,仅利用闸墩顶部8个测点动位移响应就实现了该闸墩结构整体动位移场的反演,反演值与实测值拟合度较高。所提方法可为全面评价泄洪闸闸墩在宣泄洪水期间的振动安全提供有力支撑。 展开更多
关键词 泄洪闸闸墩 粒子群优化算法 有限测点 反演 动位移均方差
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基于有限测点的高拱坝原型整体动位移场反演研究 被引量:9
6
作者 李火坤 邓冰梅 +2 位作者 魏博文 黄锦林 符晓 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期1-8,共8页
坝身泄洪的拱坝振动位移均方差是反映坝体振动强烈程度的重要指标,由于开展拱坝原型振动测试的测点有限,难以全面准确反映拱坝坝体的整体振动响应场分布特性,仅利用有限测点的动位移均方差进行坝体振动安全评价显得不够全面和具体,因此... 坝身泄洪的拱坝振动位移均方差是反映坝体振动强烈程度的重要指标,由于开展拱坝原型振动测试的测点有限,难以全面准确反映拱坝坝体的整体振动响应场分布特性,仅利用有限测点的动位移均方差进行坝体振动安全评价显得不够全面和具体,因此通过有限测点的实测响应反演出整个坝体结构的动位移场具有重要意义。以二滩高拱坝为工程实例,对其开展了原型泄洪振动测试,通过布置于坝体上的有限测点的原型实测动位移响应,基于遗传算法和有限元模态分析对该拱坝原型整体动位移场进行了反演,并给出了拱坝原型动位移场反演的具体流程图;反演结果表明,仅利用坝体顶拱拱圈的7个动位移响应测点实测值反演出了整个拱坝在泄洪工况下的动位移场,且反演结果与实测结果较为吻合,该方法为高拱坝的泄洪振动安全的正确评估提供了新的技术手段。 展开更多
关键词 高拱坝 有限测点 原型振动测试 动位移响应 反演方法
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大朝山水电站泄洪消能及排沙建筑物设计 被引量:10
7
作者 韩立 邓毅国 +1 位作者 杨键 欧阳松 《水力发电》 北大核心 2001年第12期30-32,共3页
大朝山水电站采用表孔和泄洪排沙底孔联合泄洪的泄洪消能方案。中小流量时 ,以泄洪排沙底孔、冲沙孔和机组泄流为主 ;中大流量时 ,则以表孔、泄洪排沙底孔、冲沙孔和机组联合泄流。表孔采用宽尾墩、台阶式坝面和戽式消力池消能工 ,泄洪... 大朝山水电站采用表孔和泄洪排沙底孔联合泄洪的泄洪消能方案。中小流量时 ,以泄洪排沙底孔、冲沙孔和机组泄流为主 ;中大流量时 ,则以表孔、泄洪排沙底孔、冲沙孔和机组联合泄流。表孔采用宽尾墩、台阶式坝面和戽式消力池消能工 ,泄洪排沙底孔和冲沙孔采用窄缝异型挑流消能。新型台阶式坝面对加快碾压混凝土坝的施工进度、节省工程量和提高工程效益具有积极的意义。 展开更多
关键词 泄洪消能 宽尾墩 台阶式溢流面 戽式消力池 泄洪排沙建筑物 大朝山水电站 设计
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雾化雨入渗对溪洛渡水垫塘区岸坡稳定性的影响 被引量:8
8
作者 胡云进 速宝玉 詹美礼 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期8-12,共5页
运用不平衡推力传递法编制了考虑非饱和带基质吸力和暂态附加水荷载等作用的岩坡稳定分析程序ZSLP。根据雾化雨模型试验结果和岸坡护面措施可能发挥的功效,拟定了12种分析工况。在12种雾化雨入渗工况下,用ZSLP程序对溪洛渡水垫塘区岸坡... 运用不平衡推力传递法编制了考虑非饱和带基质吸力和暂态附加水荷载等作用的岩坡稳定分析程序ZSLP。根据雾化雨模型试验结果和岸坡护面措施可能发挥的功效,拟定了12种分析工况。在12种雾化雨入渗工况下,用ZSLP程序对溪洛渡水垫塘区岸坡进行了稳定分析。分析结果表明,雾化雨入渗能显著降低岸坡的稳定安全系数,安全系数的降幅对护面措施的功效比较敏感,应重视控制雾化雨的入渗。 展开更多
关键词 雾化雨入渗 稳定性 岸坡 抗剪强度 泄水建筑物 不平衡推力传递法
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宽浅导流明渠渠首进口型式试验 被引量:4
9
作者 王均星 陈帅 +1 位作者 冯亦佳 陈利强 《武汉大学学报(工学版)》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期326-330,共5页
以新集水电站施工导流工程为对象,通过物模试验研究了宽浅导流明渠渠首位置的进口型式对明渠泄流能力及明渠内部水流特性的影响.试验结果表明,在不增加(如加筑顺坝)或不改变(如偏转上游纵向围堰)导流建筑物的前提下,明渠渠首底部的河床... 以新集水电站施工导流工程为对象,通过物模试验研究了宽浅导流明渠渠首位置的进口型式对明渠泄流能力及明渠内部水流特性的影响.试验结果表明,在不增加(如加筑顺坝)或不改变(如偏转上游纵向围堰)导流建筑物的前提下,明渠渠首底部的河床形状是影响明渠泄流和渠内水流特性的主要因素.试验中提出了两种不同的渠首河床开挖方案,通过对比明渠泄流能力和水流流态、流速、水面线等水力参数,确定选用局部疏挖加深槽的开挖方案,获得了较好的效果.对相似工程具有一定参考价值. 展开更多
关键词 宽浅导流明渠 进口型式 泄流能力 水流特性
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三峡大坝泄洪坝段下游冲刷发展趋势研究
10
作者 耿峻 李麒 +3 位作者 张海龙 汪昌港 梅晓龙 董宗师 《人民珠江》 2025年第3期16-24,共9页
三峡大坝汛期出库流量大、泄洪设施多、调度运行难,不同时期泄洪坝段下游冲刷情况复杂。根据工程蓄水运行以来不同时期泄洪设施的调度运用情况,进行典型年份泄洪坝段下游冲刷地形分析,对比不同时期实测下游冲刷区、左导墙右侧、下纵段... 三峡大坝汛期出库流量大、泄洪设施多、调度运行难,不同时期泄洪坝段下游冲刷情况复杂。根据工程蓄水运行以来不同时期泄洪设施的调度运用情况,进行典型年份泄洪坝段下游冲刷地形分析,对比不同时期实测下游冲刷区、左导墙右侧、下纵段防冲墙左侧冲刷位置、形态和冲坑高程情况,分析研究泄洪坝段下游冲刷的发展变化趋势。研究结果表明:不同时期泄洪坝段下游冲坑整体形态基本一致;正常运行期泄洪坝段下游中部冲坑最低高程较围堰挡水发电期抬高约4 m,冲刷总体较前期有一定的改善。 展开更多
关键词 泄洪坝段 下游冲刷 冲坑 发展趋势 三峡大坝
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新型生态溢水坝水力学特性数值模拟研究
11
作者 王娜 周异凡 +3 位作者 周嬴涛 王为群 陈鑫聪 许栋 《水道港口》 2025年第2期219-227,共9页
现行的河道内外水系衔接构筑物主要是水闸和水泵,其占地体积大、专用设备多,无法快速有效地提升补充水体水质。溢水坝作为兼具水利与景观功能的复合型水工建筑物,在河道治理中得到了广泛应用。文章提出一种兼具引水和净水功能的新型生... 现行的河道内外水系衔接构筑物主要是水闸和水泵,其占地体积大、专用设备多,无法快速有效地提升补充水体水质。溢水坝作为兼具水利与景观功能的复合型水工建筑物,在河道治理中得到了广泛应用。文章提出一种兼具引水和净水功能的新型生态溢水坝,通过内外河水位差实现稳定自流补水,提高了生态功效。运用数值模拟手段验证了该坝体引清补水和净化水体的可行性,为景观绿地内生态溢水坝的设计提供参考。 展开更多
关键词 生态溢水坝 水体净化 工程设计 数值模拟
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有限体积法数学模型在开潭水利枢纽工程中的应用 被引量:5
12
作者 包中进 汪德爟 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2004年第5期565-568,共4页
结合开潭水利枢纽工程物理模型试验,进行不同疏浚方案洪水位变化情况的数学模型研究.针对开潭水利枢纽工程山溪性河道的特性,利用有限体积法构成的二维数值模型模拟其水流特性,根据计算结果对河道疏浚方案进行选择.结果表明,开潭水利枢... 结合开潭水利枢纽工程物理模型试验,进行不同疏浚方案洪水位变化情况的数学模型研究.针对开潭水利枢纽工程山溪性河道的特性,利用有限体积法构成的二维数值模型模拟其水流特性,根据计算结果对河道疏浚方案进行选择.结果表明,开潭水利枢纽上游90°直线疏浚方案对降低上游洪水位的效果较为明显,同时泄洪闸减少一孔是可行的.应用该模型,可以部分代替水工模型试验,进行水力要素的确定和建筑物布置的优化设计研究,降低试验成本,缩短试验周期. 展开更多
关键词 疏浚 数学模型 行洪能力 洪水位
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关于等腰三角形三边斜率的一个定理及其工程应用 被引量:2
13
作者 王学功 李学山 施奇 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2005年第2期48-50,共3页
由水利工程实例提出的数学问题得到式(1)定理,进而得到等腰三角形三边斜率之间的关系式(2).式(1)是有条件成立的.式(2)用于反弧段廓线计算,可将原超越函数问题变成可迭代求解问题,这大大方便了工程设计.
关键词 定理 等腰三角形 三边斜率 WES曲线 溢流坝反弧段
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水平层缝和横缝对锦屏高拱坝破坏机理研究 被引量:4
14
作者 赵小莲 张仲卿 夏雨 《中国农村水利水电》 北大核心 2008年第12期103-104,107,共3页
结合锦屏高拱坝,采用三维非线性有限元方法,以累计自重和设计水压为基本荷载,研究水平层缝和横缝对高混凝土拱坝破坏机理的影响,着重分析比较完整无缝坝体、坝体只含有水平层缝、坝体同时存在水平层缝和横缝等三种状态下坝体的破坏机理。
关键词 高拱坝 水平层缝 横缝 破坏机理
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三峡工程泄水建筑物水力优化设计 被引量:1
15
作者 戴会超 王玲玲 唐洪武 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期409-413,共5页
三峡大坝在运行期和施工导流期要求的泄水能力分别达10万m3/s和7万m3/s,大坝设有永久泄水深孔23个、表孔22个、导流底孔22个.大坝采用深孔、表孔、导流底孔3层孔口相间布置方式,缩短了溢流前缘长度,解决了枢纽泄洪难题.深孔的主要作用... 三峡大坝在运行期和施工导流期要求的泄水能力分别达10万m3/s和7万m3/s,大坝设有永久泄水深孔23个、表孔22个、导流底孔22个.大坝采用深孔、表孔、导流底孔3层孔口相间布置方式,缩短了溢流前缘长度,解决了枢纽泄洪难题.深孔的主要作用是宣泄千年一遇以下洪水,同时还担负着三期导流及围堰发电期间渡汛泄水任务.深孔具有数量多、尺寸大、水头高、水位变幅大、运用时间长和操作频繁等特点,其进口堰顶上游坝面及侧面采用1/4椭圆曲线,堰面下游接1∶0.7的斜坡段后再接R=30 m的反弧段.通过布置方案的论证和试验研究,深孔选用短有压管接明渠泄槽跌坎布置方案,底孔选用长有压管布置方案. 展开更多
关键词 三峡工程 泄水建筑物 水力优化设计
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水电工程预应力闸墩平行与扇形锚索布置型式对比研究 被引量:2
16
作者 刘静 狄圣杰 陆希 《水电能源科学》 北大核心 2021年第1期112-114,133,共4页
为对比分析扇形和平行两种锚索布置型式的力学特点,依托简单锚块式预应力闸墩,采用三维有限元方法,通过多方案对比进行分析。结果表明,在同等锚索作用下,平行锚索布置型式的闸墩颈部预压应力较大,效果更好,便于降低预应力主锚索设计吨位... 为对比分析扇形和平行两种锚索布置型式的力学特点,依托简单锚块式预应力闸墩,采用三维有限元方法,通过多方案对比进行分析。结果表明,在同等锚索作用下,平行锚索布置型式的闸墩颈部预压应力较大,效果更好,便于降低预应力主锚索设计吨位;在同等弧门推力作用下,扇形锚索布置型式的闸墩颈部拉应力水平较低,平衡颈部拉应力所需的预应力水平较低;在锚索预压应力或在弧门推力作用下,闸墩颈部应力较大且主要分布在受力侧的闸墩边缘(距边约0.5m内);在同等锚索和弧门推力综合作用下,对于闸墩颈部应力,平行锚索优于扇形锚索,对于锚固硐应力,扇形锚索优于平行锚索,结构各关键部位的应力水平均可控且不显著。 展开更多
关键词 预应力闸墩 锚索布置型式 扇形 平行 对比
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多股水舌入射水垫塘底板脉动压力互相关特性及其灰色关联分析 被引量:1
17
作者 廖华胜 许唯临 +1 位作者 杨永全 吴持恭 《水动力学研究与进展(A辑)》 CSCD 北大核心 1996年第6期624-632,共9页
本文对1:100比尺的小湾水垫塘底板脉动压强进行了量测,对水舌冲击区附近各测点,进行了时空相关分析。结果表明,相关系数随水垫深度增加有所增大,随离冲击区距离的增大呈近似指数衰减。文中还首次引入了灰色关联分析方法对其进... 本文对1:100比尺的小湾水垫塘底板脉动压强进行了量测,对水舌冲击区附近各测点,进行了时空相关分析。结果表明,相关系数随水垫深度增加有所增大,随离冲击区距离的增大呈近似指数衰减。文中还首次引入了灰色关联分析方法对其进行了灰色关联分析,结果表明其关联度均在0.6以上,说明灰色关联分析在脉动压强相关分析中有其一定的优越性。 展开更多
关键词 多股水舌 水垫塘 灰色关联分析 泄洪系统
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泄水建筑物曲面边壁紊流数值分析 被引量:2
18
作者 魏文礼 李建中 《西安理工大学学报》 CAS 1998年第2期162-166,共5页
采用先进的数值计算技术求解完整的Navier-Stokes方程,辅以双方程紊流k-ε模型,并计入流线弯曲的影响,模拟泄水建筑物曲面边壁紊流的水力特性。实例计算结果与物理模型实测资料符合较好,证明该数学模型可用于预测泄... 采用先进的数值计算技术求解完整的Navier-Stokes方程,辅以双方程紊流k-ε模型,并计入流线弯曲的影响,模拟泄水建筑物曲面边壁紊流的水力特性。实例计算结果与物理模型实测资料符合较好,证明该数学模型可用于预测泄水建筑物曲面边壁紊流的水力特性。 展开更多
关键词 泄水建筑物 紊流模型 数值分析 流线迭代法
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三峡大坝泄洪坝段布置与结构设计 被引量:1
19
作者 高润德 胡进华 陈志康 《人民长江》 北大核心 1997年第10期16-17,共2页
三峡大坝泄洪坝段总长483m,最大坝高183m,为混凝土重力坝,共布置有3层67个泄洪孔,其中表孔22个、深孔23个、导流底孔22个。表孔、深孔为永久泄洪设备。枢纽最大泄洪能力达102500m3/s。泄洪坝段3层大孔... 三峡大坝泄洪坝段总长483m,最大坝高183m,为混凝土重力坝,共布置有3层67个泄洪孔,其中表孔22个、深孔23个、导流底孔22个。表孔、深孔为永久泄洪设备。枢纽最大泄洪能力达102500m3/s。泄洪坝段3层大孔口,坝体布置、结构复杂。坝基采用了封闭抽水排水措施,以减小扬压力;大坝横缝在高程110m以下进行接缝灌浆,以增强大坝整体性和改善孔口应力;深孔有压段采用钢板衬护,以改善孔口的抗磨蚀性能;横缝止水适当后移,利用横缝间水压力减小深孔有压段的孔口应力。 展开更多
关键词 结构设计 泄水孔 三峡工程 大坝 泄洪坝
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泄流结构振动反演与安全控制指标研究进展 被引量:5
20
作者 李火坤 王刚 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2020年第2期81-89,共9页
结合最新国内外泄流结构振动反演与安全控制指标相关研究成果和相关工程实例,从泄流结构材料参数振动反演、振源识别及泄流结构振动安全控制指标等三方面综述了泄流结构振动反演及安全控制指标的最新研究进展,总结了当前泄流结构振动安... 结合最新国内外泄流结构振动反演与安全控制指标相关研究成果和相关工程实例,从泄流结构材料参数振动反演、振源识别及泄流结构振动安全控制指标等三方面综述了泄流结构振动反演及安全控制指标的最新研究进展,总结了当前泄流结构振动安全的关键问题;指出今后泄流结构振动反演与安全控制指标研究可围绕泄流结构材料参数反演数学模型和其求解算法创新、泄流结构振源荷载时域识别和等效荷载处理技术创新、泄流结构振动疲劳安全控制标准和人体舒适度综合评价方法创新等几个方面开展。 展开更多
关键词 泄流结构 振动反演 材料参数 振源 安全控制指标
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