反拱形水垫塘底板上举力特性的试验研究

水垫塘透水底板水动力特性研究的开题报告
【开题报告】
研究方向：水垫塘透水底板水动力特性研究
研究背景与意义：
目前，水垫塘作为一种新型的农业养殖方式，在农业生产中得到广泛应用。

其中，透水底板是水垫塘的重要组成部分，不仅影响水垫塘的生态环境和养殖效果，还涉及
到水垫塘的经济效益和可持续发展。

因此，研究水垫塘透水底板的水动力特性，对于
优化水垫塘养殖环境和提高养殖效益具有重要意义。

研究内容：
本文将从水垫塘透水底板的几何结构特征、水动力学特征、水质环境等方面入手，通过实验和仿真模拟相结合的方法，研究透水底板对水垫塘水动力特性的影响，包括
水流流速、流量分布、水深分布等因素。

通过对实验数据和模拟结果的对比分析，深
入探究透水底板的设计参数对水动力特性的影响规律，优化水垫塘透水底板的设计。

研究方法：
1. 采用实验方法，建立水垫塘实验平台，在不同设计参数下进行流场测量与数据记录，分析透水底板的水动力学特性。

2. 采用仿真模拟方法，利用COMSOL Multiphysics软件的CFD模块，建立透水
底板的数值模型，进行水流分析和流场模拟。

3. 通过实验数据和仿真模拟结果的比较分析，探究透水底板的设计参数对水动力特性的影响规律。

研究预期成果：
本研究将提供水垫塘透水底板设计的理论基础和实践指导，为水垫塘养殖环境的优化和提高养殖效益提供技术支持。

同时，研究成果可为水利工程设计提供参考和借鉴，推动水垫塘模式在农业生产中的应用与推广。

关键词：水垫塘，透水底板，水动力特性，实验，仿真模拟。

挑跌流水垫塘透水底板水动力特性试验研究
许翔;杨敏
【期刊名称】《水利水运工程学报》
【年(卷),期】2012(000)002
【摘要】结合具体工程模型试验,研究了水垫塘透水底板不同开孔率对上举力的影响.结果表明:在采用透水底板这一新型消能方式减小底板上举力的情况下,不同的开孔率对水垫塘不同位置的底板上举力会产生影响,同时还分析研究了脉动压力空间积分尺度与水垫塘底板上举力的关系,并根据试验的实测数据提出了本工程上举力的预测公式文中所阐述的透水孔开孔率对不同位置底板上举力的影响趋势,可为同类工程中透水底板的设计与施工提供一定的参考.
【总页数】6页(P15-20)
【作者】许翔;杨敏
【作者单位】天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津300072;天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津300072
【正文语种】中文
【中图分类】TV135.2
【相关文献】
1.高拱坝挑跌流泄洪消能水垫塘底板稳定性研究 [J], 张建民;杨永全;戴光清
2.拱坝挑流坎的优化与水垫塘底板压强研究 [J], 洪新;刘亚坤;倪汉根
3.挑跌流消能防护形式中的水垫塘体型优化探索 [J], 严涛;王兴建;刘廷海;刘辉
4.高拱坝挑跌流非碰撞水垫塘消能形式研究 [J], 刘沛清;许唯临
5.挑跌流护底或不护底水垫塘控制标准研究 [J], 王继敏;郭航忠;崔广涛;彭新民;杨敏
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高拱坝水垫塘反拱底板衬砌结构的非线性静力分析(1)摘要：本文利用Ansys程序对高拱坝水垫塘衬砌结构进行了全过程计算。

在止水结构未破坏以前，衬砌块结构可以看作是作用在弹性地基上的板，利用点线接触单元模拟水垫塘衬砌块结构之间的接缝以及衬砌与基岩的接触，并对衬砌块与拱端支座的连接形式进行了研究；在止水结构破坏后，衬砌块结构下部受到方向向上的脉动压力和时均压力，拱的作用表现出来，并且衬砌块与基岩之间的锚固钢筋开始作用，这时的结构可看作是一种“反吊拱”。

本文利用弹簧单元模拟衬砌块与基岩之间的钢筋进行计算，得到一些用于指导水垫塘设计的结果。

关键词：水垫塘衬砌接触元弹簧元弹性地基梁(板)峡谷地段修建的高拱坝，其泄洪消能布置往往要设置水垫塘，水垫塘衬砌的底板有平底板和反拱底板两种，平底板的稳定问题，现在已研究得比较清楚，反拱底板在近几年得到广泛应用，主要是因为底板拱结构抵抗破坏的能力强，稳定性要优于平底板。

但是由于反拱底板面积比较大，在施工过程中要设置温度缝和施工缝，因此反拱底板被分成一系列相互独立又相互联系的板块，其受力过程表现为一种高度的非线性，特别是在止水破坏后，各板块相互撞击、滑动表现为典型的接触行为，计算相当复杂。

崔广涛等从理论分析和模型实验两方面论证了反拱型底板的受力条件好，其稳定性优于平底板；刘沛清等也对反拱型底板的稳定性进行了研究，并提出了相应的稳定计算模式。

但是他们只是把衬砌块作为刚体，把块间连接看作“铰”(其实是一种机构)，或者把整个水垫塘结构看作一个三铰拱或无铰拱，和实际的块间结构有很大的区别，本文利用接触单元来模拟相邻板块间的接触，接触单元可以模拟块间的接触、咬合、摩擦、分离、撞击等不同状况，特别是在止水结构破坏后，衬砌块结构下部受到方向向上的脉动压力和时均压力，拱的作用表现出来，并且衬砌块与基岩之间的锚固钢筋开始作用，这时的反拱底板整体可以看作是一个“反吊拱”。

利用弹簧单元来模拟锚固到基岩中的钢筋，进行有限元计算，得到比较理想的结果。

反拱形水垫塘结构在拉西瓦水电站上的研究与应用
陈亮;卢亮;张莹
【期刊名称】《水利与建筑工程学报》
【年(卷),期】2013(011)002
【摘要】通过自行设计的拉西瓦水电站反拱型水垫塘模型,并通过在模型底板上铺设脉动压力传感器和流速传感器的方法,研究了在不同的上下游水位时反拱形水垫塘的动水荷载特性.研究表明:脉动压强的概率密度曲线与正态分布曲线具有相似的变化规律,最大流速发生在水舌冲击点下游的壁射流区,其结果可为反拱形水垫塘的设计与施工提供参考.
【总页数】4页(P196-199)
【作者】陈亮;卢亮;张莹
【作者单位】青海黄河上游水电开发有限责任公司工程建设分公司,青海西宁810000;河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏南京210098;河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏南京210098
【正文语种】中文
【中图分类】TV653
【相关文献】
1.长潭岗反拱形水垫塘衬砌结构的非线性静动力分析 [J], 符晓;杨敏;王继敏
2.拉西瓦水电站钢结构组合混凝土梁吊模施工技术研究与应用 [J], 闫志勇;李丹丹
3.拉西瓦水电站钢结构组合混凝土梁吊模施工技术研究与应用 [J], 闫志勇;李丹丹;
4.拱形结构足尺试验加载工艺研究与应用 [J], 周蓉峰;周铮;滕延锋;贾吉敏
5.钢筋混凝土结构屋盖局部大跨度斜交龟背式拱形钢网架滑移施工技术研究与应用[J], 王贺迪;孙纪龙
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长潭岗水电站反拱形水垫塘研究及应用
王继敏;王珮璜;杨清生;李延农;朱小飞;史祖林
【期刊名称】《水利水电技术》
【年(卷),期】2002(033)007
【摘要】介绍了长潭岗水电站反拱形水垫塘的布置型式和结构构造,用有限元的方法计算了动水荷载作用下的底板应力和位移,通过水工模型试验,测试了底板上的动水压强.本工程已经建成,并埋设了结构和水力学原型观测仪器.长潭岗拱坝反拱形水垫塘的应用研究,可为大型水电站拱坝水垫塘型式选择提供借鉴.
【总页数】3页(P10-12)
【作者】王继敏;王珮璜;杨清生;李延农;朱小飞;史祖林
【作者单位】天津大学水利水电工程系,天津,300072；国家电力公司中南勘测设计研究院,湖南长沙,410014;湘西自治州水电设计院,湖南吉首,416200;国家电力公司中南勘测设计研究院,湖南长沙,410014;国家电力公司中南勘测设计研究院,湖南长沙,410014;国家电力公司中南勘测设计研究院,湖南长沙,410014;湘西自治州水电设计院,湖南吉首,416200
【正文语种】中文
【中图分类】TV653(264)
【相关文献】
1.反拱形水垫塘结构在拉西瓦水电站上的研究与应用 [J], 陈亮;卢亮;张莹
2.溪洛渡水电站水垫塘反弧段混凝土施工工艺 [J], 楚鹏程;王国平
3.长潭岗水电站拱坝坝肩基础保护开挖 [J], 肖功伟;向红
4.长潭岗反拱形水垫塘衬砌结构的非线性静动力分析 [J], 符晓;杨敏;王继敏
5.长潭岗水电站绿色小水电创建效果评价 [J], 田军;彭易
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