闸后消力池斜坡连接段渗流和水跃共同作用的分析和对策

发布时间：2020-03-12 19:23

【摘要】：近年来，一批兴建于上世纪八九十年代的中小型水闸频繁发生事故，事故主要发生于闸后消能结构，尤其是消力池斜坡连接段底板。本文以2008年广东地区发生过消力池斜坡连接段底板掀起事故的某个水闸为计算基础，系统分析其在不同工况和结构构型下的受力，在不同受力情况下的破坏类型，，并得出此次事故发生的原因。为了避免闸后消能设施发生此类稳定事故，本文根据计算结果对水闸的设计、运营提出相应建议。闸后消力池斜坡连接段及消力池底板除了受自重外，还受到向上的扬压力以及向下的水压力。只有准确分析扬压力和水压力的变化，才能发现什么情况下闸后设施受力最不利。为了更准确地计算扬压力，本文采用了有限元软件模拟闸下渗流场，通过计算得到不同位置的渗透压力，进而得出扬压力，再与改进阻力系数法以及水闸实测的扬压力进行对比，通过合理建模，得到不同工况下较为精确的扬压力。 水跃计算，尤其是折坡水跃的计算一直是水力学研究中的一大难点。现在使用的计算公式都是一些经验公式，不具备广泛的适用性，计算精度也较欠缺。鉴于此，本文使用主流CFD软件——FLOW-3D对各类工况进行模拟计算，并与现场水跃路线进行比对，在优化了模型之后，获得相对准确的计算结果。最后，本文结合了扬压力和水跃的计算结果，比较分析各类工况下闸后消能设施受力的变化情况，得出了最不利工况。并根据本文的结论对水闸的设计和运营提出几点建议以供参考。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TV135.2

【参考文献】

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本文编号：2586606