水墊塘底板水動(dòng)力荷載及穩(wěn)定性指標(biāo)研究.pdf

1、對(duì)于“窄河谷、巨流量、高拱壩”的泄洪消能形式，水墊塘已經(jīng)成為壩身泄洪下游近壩體承擔(dān)消能水流的主要形式。近年來，國(guó)內(nèi)外的許多學(xué)者從模型試驗(yàn)和理論分析的角度對(duì)水墊塘內(nèi)水動(dòng)力荷載和底板的穩(wěn)定性開展了大量的研究，但是關(guān)于反拱型水墊塘整體穩(wěn)定安全系數(shù)的指標(biāo)研究卻涉及很少。反拱型水墊塘是一種新型消能防沖結(jié)構(gòu)，相同泄洪條件下，反拱型水墊塘的穩(wěn)定性明顯優(yōu)于平底板。本文以金沙江白鶴灘水電站為研究背景，從實(shí)際工程出發(fā)，通過水彈性模型試驗(yàn)對(duì)水墊塘內(nèi)的水動(dòng)力荷

2、載進(jìn)行了研究，并結(jié)合有限元數(shù)值模擬，分析了水墊塘的穩(wěn)定性。
　　 主要研究成果如下：
　　 (1)通過水彈性模型試驗(yàn)，測(cè)量水墊塘內(nèi)平底板在表中孔聯(lián)合泄洪作用下，不同上下游條件時(shí)，沖擊射流對(duì)底板作用的動(dòng)水壓強(qiáng)和上舉力，研究荷載的幅值特性、脈動(dòng)特性、相關(guān)特性，以及動(dòng)水壓強(qiáng)在縫隙內(nèi)的傳播對(duì)均方差的影響；
　　 (2)通過水彈性模型試驗(yàn)，分析反拱型底板受到的水動(dòng)力荷載，包括上舉力及拱端推力的幅值特性、時(shí)均特性、脈動(dòng)特性、

3、頻譜特性等，并在一定范圍內(nèi)推導(dǎo)出最大值與水力條件的關(guān)系；
　　 (3)深入研究反拱型水墊塘整體穩(wěn)定性，由剛體極限平衡分析方法，利用抗剪強(qiáng)度公式求出拱座抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，判斷白鶴灘反拱型底板在實(shí)測(cè)最大拱端推力作用下的穩(wěn)定性；計(jì)算不同揚(yáng)壓力作用下拱座抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)的大小，確定反拱型水墊塘拱座的抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)。關(guān)于反拱型水墊塘底板的局部穩(wěn)定性，一方面提出考慮拱座的反拱底板極限抗力情況；另一方面，在確定拱座安全系數(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)拱