水垫塘边坡防护结构水动力荷载特性与破坏机理研究

基本信息
批准号:51779167
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:马斌
学科分类:
依托单位:天津大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:徐国宾,李会平,梁超,赵钊,梁帅,葛金钊,张泽
关键词:
边坡荷载特性水垫塘破坏机理防护结构
结项摘要

The stability of plunge pool is the key to the success of energy dissipation. For the slop protection structure,the project intends to study on coupling mechanism of gap pressure and seepage pressure, the characteristic of hydrodynamic loads, the instability mechanics and damage mode, and safety monitoring index system. Combine with series model test, theoretical analysis and numerical simulation, the project clarifies the propagation law of hydrodynamic pressure in the gaps, and the coupling mechanism of gap pressure and seepage pressure is revealed. As the hydrodynamic pressure is analyzed, then the relationship between the fluctuating pressure, seepage pressure and hydraulic condition, and the relationship between the overall load and hydraulic conditions and drainage performance are presented. Based on the study of hydrodynamic load, a mathematical model is put forward, which can reflect the characteristic of dynamic loads of this special shaped slab. Various nonlinear factors and static-dynamic coupling are taken into consideration, and the instability mechanism and dynamic instability procedure are revealed. The safety monitoring index system is constructed in the aspects of hydrodynamic load characteristics, structural dynamic response and structural damage index. The project provides a scientific basis for the optimal design and safe operation of the slope protection structure.

水垫塘防护结构自身的稳定是实现高坝泄洪安全的关键。本课题针对高坝水垫塘边坡防护结构,开展缝隙压力与渗流压力耦合作用机理、水动力荷载特性、失稳破坏模式以及安全监控指标体系等方面的研究。结合系列模型试验、理论分析和数值模拟的研究方法,分析并阐明动水压力沿缝隙传播规律,揭示缝隙压力与渗流压力的耦合作用机理;研究水动力荷载特性,提出脉动压力、渗流压力与水力条件的关系以及整体荷载与水力条件、排水性能之间的关系;充分考虑多种非线性因素及静动力耦合效应,建立能反映边坡防护结构受力特点及失稳机制的数学模型,结合水动力荷载特性研究成果,揭示边坡防护结构可能存在的失稳破坏模式;构建综合水动力荷载特性、结构动力响应及结构损伤指标等方面的安全监控指标体系,为水垫塘边坡防护结构的优化设计及安全运行提供科学的理论依据。

项目摘要

消力塘防护结构自身的稳定是实现高坝泄洪安全的关键。本课题针对高坝消力塘边坡防护结构,开展缝隙压力与渗流压力耦合作用机理、水动力荷载特性、失稳破坏模式以及安全监控指标体系等四个方面的研究。本课题采用水弹性模型试验、水工模型试验、理论分析和数值模拟相结合的研究方法,分析并阐明动水压力沿边坡防护结构缝隙的传播规律,揭示了缝隙压力与渗流压力的耦合作用机理;建立了多个试验模型深入研究了边坡防护结构的水动力荷载特性,阐明了脉动压力、渗流压力与水力条件的关系以及整体荷载与水力条件、排水性能之间的关系;充分考虑多种非线性因素及静动力耦合效应,结合水动力荷载特性研究成果,对边坡防护结构进行了受力分析,揭示边坡防护结构的失稳破坏模式;构建综合水动力荷载特性、结构动力响应等方面的安全监控指标体系,为消力塘边坡防护结构的优化设计及安全运行提供科学的理论依据。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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