底流消力池水動力荷載特性研究.pdf

1、底流消能主要通過表面旋滾與底部主流的強烈紊動摻混過程消殺能量，是水電站泄水建筑物常用的水力消能方式。底流消能以其流態(tài)穩(wěn)定、消能效果好、沖刷輕微、霧化范圍小、對地質(zhì)條件適應(yīng)性強等優(yōu)點在高壩工程中的應(yīng)用受到越來越多的關(guān)注。但由于其底部主流流速較高、水流條件復(fù)雜，到目前為止，水動力荷載與防護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性之間的內(nèi)在關(guān)系不十分清楚，工程實際中屢屢發(fā)生消力池底板泄洪破壞。因此，深入研究底流消能的水動力荷載特性具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價值。本文依托

2、某工程1:50跌坎消力池和某工程1:80寬尾墩消力池兩個水工模型對底流消能進(jìn)行了水動力荷載系統(tǒng)試驗研究，主要內(nèi)容如下：
　　(1)基于模型試驗對消力池底板脈動壓強和上舉力進(jìn)行研究，得出了脈動壓強、單位面積上舉力與總水頭的關(guān)系；對跌坎消力池與傳統(tǒng)消力池進(jìn)行對比，給出了跌坎消力池對脈動壓強和上舉力的降低幅度。
　　(2)對消力池底板和邊墻的脈動壓強和整體荷載進(jìn)行研究，得到了消力池底板和邊墻板塊的脈動壓強點面轉(zhuǎn)換系數(shù)以及最大上舉力

3、與脈動壓強的關(guān)系；提出以脈動壓強為參數(shù)的底流消力池防護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的評估指標(biāo)。
　　(3)對消力池中線底板、邊墻板塊、陡槽板塊尺度對上舉力的影響進(jìn)行了研究，在試驗范圍內(nèi)建立了消力池底板尺度、脈動壓強空間積分尺度與上舉力的關(guān)系，給出了優(yōu)選板塊尺度的參考指標(biāo)。
　　(4)針對板塊四周止水完全破壞的極限情況，研究了消力池底板下表面與基巖之間縫隙的貫通程度對上舉力的影響。
　　(5)對消力池底板塊各種止水完好程度對上舉力影響進(jìn)行了

4、研究，以板塊四周止水完全破壞時的上舉力為基準(zhǔn)，給出可能出現(xiàn)的最大上舉力的增加幅度；并對以后進(jìn)行水動力荷載試驗時預(yù)測可能出現(xiàn)的最大上舉力提供參考。
　　(6)基于模型試驗研究了寬尾墩對消力池水動力荷載的影響，并給出寬尾墩對不透水底板和透水底板的下表面脈動壓強及上舉力的影響程度。
　　(7)對透水底板透水孔內(nèi)的脈動壓強特性進(jìn)行研究，得到透水孔內(nèi)任意兩點脈動壓強相關(guān)系數(shù)的取值范圍；從幅值特性和頻譜特性兩方面就孔內(nèi)各點的脈動壓強與相