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水电能源科学
水电能源科学

邴凤山 张勇传

月刊

1000-7709

sdny@mail.hust.edu.cn

027-87542126

430074

武汉市洪山区珞瑜路1037号华中科技大学内

水电能源科学/Journal Water Resources and Power北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊主要报道水、电、能源及相关学科的新理论、新技术、新方法及工程应用成果，适当报道经验交流、技术革新和技术改造，涉及水电、电气与电子、能源与动力、土木与力学、环境工程、控制工程、计算机等多个学科。读者对象为从事水、电、能源开发与研究、生产、建设、设计施工、教学的科技和管理人员及大专院校师生。
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    含复杂裂隙网络岩质边坡三维稳定性计算方法

    马玉福刘建设龚文平李馨馨...
    93-97页
    查看更多>>摘要：岩质边坡稳定性主要受控于结构面的空间组合关系,二维稳定性计算结果往往忽略结构面切割的空间效应,无法准确反映其真实稳定性情况.基于离散裂隙网络模型(DFN)提出了考虑复杂裂隙网络分布的岩质边坡三维稳定性计算方法,该模拟方法假定岩体由岩块和裂隙面组成,分别采用实体单元和无厚度摩擦接触界面单元模拟,基于有限元强度折减法求得岩质边坡的潜在滑动面及安全系数.结果表明,该方法可有效分析含多条裂隙面三维边坡稳定性;二维平面应变模型无法准确反映真实三维边坡失稳问题,忽略三维效应的边坡稳定性分析易出现过于保守设计的情况;在保证精度的前提下,所提方法可有效减小前处理网格剖分难度,对于解决含复杂裂隙网络岩质边坡三维数值模拟问题具有优势.

    边坡稳定性裂隙网络有限元强度折减法三维模型无厚度摩擦接触界面单元

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    考虑侧向渗流边界条件的结构基底扬压力计算方法

    杨云超
    98-101,92页
    查看更多>>摘要：扬压力是结构稳定设计中的重要荷载,但结构基底扬压力计算的常用方法——图形法仅能考虑上、下游水头边界条件而无法考虑结构基底侧向渗流边界条件的影响.因此,以某水电站工程为例,通过建立溢洪道基底岩体的二维平面渗流分析模型,研究基底水流向下游及两侧边渗流时扬压力的分布规律.结果表明,在考虑侧向渗流边界条件的影响下,所建模型计算的基底扬压力值相比于图形法更小,扬压力的分布结果更符合实际工程渗流规律.

    溢洪道消力池扬压力侧向渗流有限元

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    变化温度下岩石混凝土界面剪切损伤特征

    屈春来王晓阳刘世伟
    102-105,133页
    查看更多>>摘要：环境温度变化改变了隧洞围岩与衬砌界面的力学性能,直接影响着衬砌结构的承载特性和隧洞围岩的安全稳定性.通过设计三种变温养护模式干预方案,进行混凝土单轴压缩和岩石混凝土直剪试验,获得不同温度变化干预下混凝土应力-应变曲线和岩石混凝土界面剪切应力-位移曲线,分析变化温度干预下岩石混凝土力学性能、相对刚度及界面剪切损伤演化速率的变化规律.结果表明,初始干预温度越高,界面抗剪强度峰值和剪切刚度越大、岩石混凝土相对刚度越大、界面峰后剪切脆性越好、界面剪切损伤演化速率越大,初始干预温度的影响占主导地位;岩石混凝土相对刚度与界面剪切损伤演化速率呈正相关关系.相关研究成果可为高地温及变温环境下隧洞衬砌结构承载性能评价提供理论支撑.

    环境温度变化岩石混凝土力学性能界面损伤特征相对刚度

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    强震作用下泄水建筑物混凝土损伤分析及抗震配筋措施研究

    刘世骏戴波王亚坤
    106-110页
    查看更多>>摘要：地震作用下混凝土结构会产生不同程度的损伤开裂,这直接影响强震频发区水电站的运行安全,在工程实践中配筋作为常见的抗震措施,但具体方案却不够明确.为此,以西南地区某水电站泄水建筑物为例,采用混凝土塑性损伤模型对溢流坝进行动力时程有限元计算,分析强震荷载作用下坝体拉伸损伤的发展特性.在此基础上,考虑不同局部配筋加固方案,应用分离式模型模拟结构的动力特征和动力响应,研究不同局部配筋措施的抗震效果.结果表明,动力损伤分析得出的拉伸损伤严重部位作为配筋区域较为合理,局部配筋有效改善了坝体的抗震性能,且对钢筋数量与间距进行调整后可进一步优化抗震效果,为工程中溢流坝的抗震配筋加固设计提供了参考.

    强震荷载泄水建筑物动力响应分析抗震措施

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    盐冻循环作用下水工混凝土开裂特征与抗渗性能演化规律

    汪精云郭鹏斐
    111-114页
    查看更多>>摘要：为探究盐冻循环作用对水工混凝土造成的损伤效应,开展 CT 扫描获取细观裂隙的二维和三维模型,结合渗流模拟探究抗渗性能的劣化规律.结果表明,盐冻循环作用导致混凝土质量损失率和孔隙率大幅增加,孔隙分布离散程度随之提高;三维裂隙模型展现了混凝土动态开裂过程,连通裂隙在盐冻循环过程中发生快速扩张和连通,最终贯穿试块;盐冻耦合效应引起的混凝土开裂对其抗渗性影响严重,在工程中须采取注浆封孔措施以提升水工结构安全与稳定性.

    水工混凝土盐冻耦合开裂抗渗性

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    纵向单裂隙分布位置对洞室围岩失稳特征影响试验研究

    胡宝文宋金科李雪迎刘会欣...
    115-119页
    查看更多>>摘要：为研究纵向裂隙分布位置对洞室围岩失稳特征的影响规律,通过无预制裂隙洞室模型及含不同位置预制裂隙洞室模型双轴加载试验,结合数字图像技术(DIC)对比分析了洞室模型宏观力学参数及破坏模式.试验结果表明,随侧压力系数(λ)增大,洞室模型峰值强度和峰值应变呈先增大后减小趋势,在λ=1 时达到最大值,弹性模量与之相反,呈先减小后增大趋势;从破坏模式来看,λ<1 时,洞室破坏模式主要由张拉破坏逐渐转为拉剪复合破坏,裂隙位于拱顶,底板破坏明显,而裂隙位于直墙和底脚处,拱顶及底脚均破坏严重,随λ增大,λ≥1 时,模型破坏以张拉裂纹为主,相比其他两个位置的裂隙,裂隙位于直墙,洞室稳定性最差;在相同λ下,高应变集中区会随裂隙位置改变而发生转移,但高应变区主要集中在预制裂隙端及洞室两底脚处.

    侧压力系数数字图像技术裂纹扩展纵向单裂隙分布位置起裂应力水平

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    跌流水股空中散裂形成规律研究

    赖炳锋邓军卫望汝陈柯伶...
    120-124页
    查看更多>>摘要：挑流消能因其结构简单、消能效果好等特点而广泛应用于各种水利工程实践中.为此,通过物理模型试验的方法,选取了不同的出口流速和水股厚度,采用图像识别及图片后处理技术,分析了跌流水股自由面演变过程,研究了不同来流条件下跌流水股空中散裂特性.试验结果表明,跌流水股随跌落高度的增大,水股横向及纵向轮廓线逐渐外移,水股扩散宽度沿程增大.随着水股厚度及出口流速的增大,水股出现形变的位置逐渐上移,水股整体不连续横向及纵向特征位置也随之增大,但出口流速的影响明显大于水股厚度的影响.

    跌流水股散裂出口流速特征位置

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    大扩散角二级消力池水流结构的调控方法

    马腾飞杨明杰储高群
    125-128页
    查看更多>>摘要：针对每侧扩散角均为 12°的二级消力池在中低水位时翼墙附近易产生大范围回流区致使主流居中的问题,基于物理模型试验,研究了可增强消力池内水流横向扩散均化作用的工程方法及其适宜位置.结果表明,在第一级消力池内布设分流底坎低水位时易产生急流飞溅不良流态,海漫段的水流跌落区范围较原方案时增大,最大跌落长度可为原方案时的 1.77 倍,不利于下游防冲安全;在第二级消力池中部布设分流底坎可明显增大左右岸处纵向出池流速,出池流速横向分布更均匀,与原方案相比其离散系数在中低水位区间平均可减小 23.1%,低水位时出池水流最大跌落长度可减小 22.6%,并可壅高第一级消力池内水深,提高两级消力池的消能率,总消能率最大可提高至 55.53%,使消力池的整体消能防冲性能进一步增强.该成果可供水闸设计及除险加固时参考.

    大扩散角二级消力池分流底坎横向均化适宜位置

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    汪清抽水蓄能电站输水发电系统渗控效果数值模拟研究

    杨海滔刘丹卢斌张志崇...
    129-133页
    查看更多>>摘要：抽水蓄能电站输水发电系统埋深较大,受排水廊道、隧洞充水、复杂地质条件、天然地下水等多种因素影响,常形成复杂渗流场.依托汪清抽水蓄能电站工程,基于 FEFLOW建立包含输水隧洞、地下厂房、排水廊道、围岩、断层的三维渗流稳态模型,分析了沿输水发电系统纵剖面的渗流场分布特征,并对各部位的渗流量进行预测.根据模拟结果对初始方案进行优化,修改方案取消了不必要的中平段排水廊道,并抬升下平段排水廊道使其以自流方式排出渗水,厂房区排水廊道和洞室群渗流量合计 8 048.16 m3/d,为地下厂房排水泵选型提供了较大富裕度.修改方案取得较好的防渗排水效果,对类似工程的渗控措施优化具有指导意义.

    抽水蓄能电站输水发电系统三维渗流场渗透流量FEFLOW

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    基于分布式光纤温度传感器的排水管网外来水监测试验研究

    陈静如郭帅申屠华斌周文明...
    134-138页
    查看更多>>摘要：外来水的大量入侵对排水管网的健康运行造成了极大的负面影响,精准识别和定位外来水是实现管网低水位健康运行的首要任务.基于搭建的室内全尺寸排水管道试验平台,进行了不同温差、管道充满度、外来水占比三个变量下的分布式光纤温度传感系统(DTS)测量试验,探讨了 DTS在不同运行工况下识别排水管道外来水的可行性及其测量结果的准确性.结果表明,DTS识别外来水的可行性主要取决于外来水的占比,温差主要影响混合后水流的温度,充满度则主要影响响应时间;DTS定位外来水的精度达到设定的 0.5 m,时间响应精度可达十几秒,12 组试验工况在典型测量点处的相对误差平均值均小于 5%,标准差平均值小于0.2℃,整体而言,DTS测量的准确性较高.

    DTS外来水排水管网误差分析

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