寒冷地区抽水蓄能电站冰盖破裂机理分析研究

发布时间：2023-04-28 20:23

　　我国寒冷地区为充分利用区域水资源以及防洪调蓄等目的修建了大量的抽水蓄能电站。和常规水库一样,冬期抽水蓄能电站库区面临冰冻问题,但库区冰盖受力弯曲变形直至最终破裂的过程及诱因与常规水库有所不同,差异主要是由冬季抽水蓄能电站运行调度时的水位变化所引起的。目前关于抽水蓄能电站库区冰盖破裂问题研究相对较少,在此基础上涉及电站运行时动水工况下冰盖的力学机理研究更为匮乏,现有研究成果多为针对抽水蓄能电站库区具体冰盖消长的观测和描述,而对冰盖破裂机理的研究明显不足。因此,开展寒冷地区抽水蓄能电站冰盖破裂机理分析研究对了解动水条件下冰盖破裂过程和冰害防治具有重要意义。基于弹性薄板理论对抽水蓄能电站充放水时冰盖破裂过程进行分析,运用能量守恒原理将冰盖受力和电站运行方式联系起来,得到弹性状态下电站充水致冰盖破裂时总上举力与充水流量和时间等参数的关系;通过冰材料的极限状态,求得临界总上举力判别式和电站放水致冰盖破裂时的库区冰盖临界厚度表达式。通过上述研究内容,可以更好的了解抽水蓄能电站冬季运行时冰盖的破裂过程及其机理,为库区不同工况下冰盖力学问题研究提供参考,同时在理论分析角度上对电站通过冬期调度来减少库区...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 抽水蓄能电站冬季运行特点
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国内水库冰盖问题研究进展
        1.3.2 国外水库冰盖问题研究进展
    1.4 本文主要研究工作
第二章 抽水蓄能电站库区冰盖特征及危害
    2.1 抽水蓄能电站库区冰盖性质
    2.2 抽水蓄能电站库区冰盖形态及影响
    2.3 抽水蓄能电站库区静冰荷载分析
        2.3.1 静冰荷载危害
        2.3.2 静冰荷载测定
    2.4 本章小结
第三章 抽水蓄能电站库区冰盖弹性弯曲分析
    3.1 弹性力学理论
        3.1.1 冰盖弹性理论的运用
        3.1.2 冰盖的应力状态
    3.2 冰盖的薄板弯曲分析
        3.2.1 薄板的小挠度弯曲
        3.2.2 冰盖小挠度弯曲假设
        3.2.3 冰盖小挠度弯曲基本方程和内力
    3.3 本章小结
第四章 抽水蓄能电站冰盖破裂机理
    4.1 抽水蓄能电站库区冰盖破裂演变机理
    4.2 库水位上升时冰盖破裂力学分析
        4.2.1 矩形边界冰盖内力分析
        4.2.2 椭圆形边界冰盖内力分析
    4.3 库水位上升时冰盖下总上举力表达式
    4.4 库水位上升致冰盖破裂时临界总上举力判别式
    4.5 库水位下降致冰盖破裂时冰盖临界厚度
    4.6 抽水蓄能电站库区冰盖厚度计算
    4.7 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况



本文编号：3804416