动水压力

摘要： 针对双块式无砟轨道枕边裂缝水力伤损问题,推导出动荷载作用下枕边裂缝内动水压力分布解析式并建立枕边裂缝扩展计算模型,分析列车运行速度及裂缝几何形态对动水压力与裂缝扩展特性的影响规律。结果表明:随着列车趋近或远离,枕边裂缝内动水压力值呈正负交替状态,当轮对与转向架临近伤损区时,裂缝内动水压力分别达到最大值和最小值;随着裂缝开口量减小、列车运行速度及裂缝长度的增加,枕边裂缝内动水压力与等效应力强度因子增大,比较而言,裂缝几何形态是枕边裂缝扩展的控制性因素;枕边裂缝疲劳寿命受裂缝初始长度控制,其随裂缝初始长度增加显著减小,列车运行速度是裂缝疲劳寿命的关键影响因素,列车运行速度的提升明显增大了裂缝疲劳扩展速率。

摘要： 地震作用下,进水塔与工作桥、库水、地基的相互作用复杂。通过建立塔身主体结构-启闭机房-工作桥-地基-库水整体有限元模型,基于势流体理论模拟结构与库水的相互作用,采用黏弹性人工边界考虑地基辐射阻尼,研究结构与库水、工作桥和地基的动力相互作用对进水塔整体体系自振特性和地震动力响应的影响。结果表明:在正常蓄水位下,工作桥的存在会使进水塔结构的顺流向位移最大减小25.15%,加速度最大减小14.33%,进水塔关键点最大拉应力降幅可达12.0%以上;考虑地基的辐射阻尼效应时,进水塔结构的动力响应明显减小,其关键点的最大拉应力降幅可达40%以上。相比工作桥,地基辐射阻尼效应对进水塔地震作用下动水压力、加速度、位移和应力响应的影响更加显著。

摘要： 渡槽结构易受地震作用影响发生开裂破坏现象。基于混凝土弹塑性损伤本构模型,考虑渡槽结构激励处的水体惯性引起的动水压力,采用降温法模拟预应力钢筋作用,建立了槽身-水体-支座-预应力筋-槽墩-桩基-地基一体的大型渡槽动力仿真系统模型,对阿斗村渡槽进行仿真分析,得到地震作用下该渡槽结构的抗震薄弱部位。研究表明,在地震作用下,结构出现较大程度的破坏,该结构的抗震薄弱部位为渡槽的下部槽墩和支座安装处及其附近区域。应重点关注位于地震烈度较高地区的渡槽下部支撑结构的抗震安全性。

摘要： 基于仿生非光滑减阻理念,选择鲨鱼皮表面鳞盾沟槽作为研究对象,将仿生非光滑结构应用于复杂轮胎花纹沟底,在不改变轮胎其他性能的前提下提高轮胎抗滑水性能。以185/60 R15轮胎为例,运用计算流体力学方法,分析了3种仿生非光滑沟槽在不同水流速度下的减阻及抗滑水性能,进一步研究其减阻机理,并将优选结构应用到轮胎花纹沟底部。结果表明:仿生非光滑沟槽主要通过影响流体边界层结构实现减阻;与原胎相比,仿生胎可有效降低轮胎表面动水压力,提高轮胎滑水速度,保障车辆在湿滑路面的行驶安全性。

摘要： 本文基于传统的Cole动水压力预测公式,采用量纲分析法建立了考虑多影响因素的动水压力相似准数方程,并在此基础上进行现场监测试验,依据试验数据进行非线性回归运算,得出水下爆破动水压力预测模型公式相关参数。将得到的参数回代入Cole公式和新建模型公式进行预测误差估计和准确度评价分析,二者相对误差范围分别为0.64%~17.11%和0.08%~6.53%,平均相对误差分别为7.31%和3.33%,证明了新建模型公式对动水压力峰值的预测相比传统Cole公式更接近于实际。同时依据修正得到的模型公式对动水压力衰减规律进行分析,结果表明:动水压力峰值随着单段最大药量的增加而增大,随着传播至覆盖层表面振速峰值的增大而增大,随着距爆心水平距离的增大而不断衰减。

摘要： 为了研究拱坝库底吸收边界对坝面动水压力分布及坝体动力响应的影响,本文基于声固耦合法结合阻抗边界条件对库水表面重力波、库底吸收边界、坝体-库水交界面和库尾辐射边界进行模拟。建立了大岗山拱坝-库水-地基系统有限元模型,通过计算地震条件下不同库底反射系数的坝面动水压力及坝体动力响应,算例验证了提出模型的准确性。结果表明:库底反射系数越大,动水压力幅值越大,并且越靠近库底这种影响越明显。变库底反射系数和单一库底反射系数条件下的坝面动水压力分布及坝体动力响应相差较大,因此工程中在考虑库底吸收边界时可适当考虑变库底反射系数条件下的坝体动力响应。

摘要： 现有规范关于渡槽温度荷载未充分考虑高寒地区温差较大,外界气候复杂多变的特点,从渡槽温度应力特点出发,研究渡槽温度荷载计算方法;同时根据最新抗震规范提出动水圧力数值模拟实现方法;在此基础上对该渡槽进行安全性评价。

摘要： 库岸滑坡是一种常见地质灾害,如果无法及时预测而出现下滑,则滑坡入库后很可能诱发涌浪,危及河道交通或附近水利设施安全。以弯曲型河道滑坡入库诱发涌浪为研究对象,基于Flow-3D模拟弯曲河道型库岸滑坡涌浪传播过程及其与下游水利设施——大坝相互作用。为了检验水工物理模型试验的有效性和精度,在相关库岸滑坡涌浪研究基础上构建了三维滑坡涌浪数值模型。研究表明:三维数值模拟和水工物理模型试验结果吻合较好,主要体现在涌浪水面高度变化和传播过程。同时,分析不同水深和下滑坡角条件下大坝和滑坡涌浪相互作用过程,得出最危险的水深条件和入射角度,通过工程实例验证分析得出最大动水头小于涌浪高度水头且沿水深有一定程度的折减,则采用最大涌浪爬高水位静力方法计算分析坝体应力,其结果偏安全。

摘要： 基于比例边界有限单元法和连分式渐近展开构建的层状地基高阶双渐近透射边界具有全频范围内快速收敛的高阶精度和很高的计算效率,将高阶双渐近透射边界与近场有限元方程相结合,并将隧洞内水体视为理想声学流体以考虑动水压力作用,进行了输水隧洞-层状地基-动水系统的地震响应分析。数值算例分析结果表明:在地震作用下隧洞内壁的附加动水压力数值较大,其影响不容忽略,考虑动水压力后,隧洞结构的加速度和位移响应略微有所增大,表明动水压力对结构的加速度和位移响应影响较为有限;第一主应力和第三主应力数值有较大幅度增加,隧洞内衬混凝土损伤数值和损伤开裂区域较无内水工况对应的数值大。因此,在输水隧洞的地震响应分析和抗震设计中,十分有必要考虑附加动水压力的影响。

摘要： 深水大跨桥梁若发生地震,将会造成严重的破坏;桥梁横桥向抗震研究已经取得一定进展,对纵桥向抗震研究较少。以某深水大跨桥梁结构为原型,根据弹性相似准则,以规范波、El-Centro波和汶川地震波为输入地震动,进行大比尺全桥结构纵桥向水下振动台试验,分析了桥梁加速度动力放大系数、峰值加速度、峰值应变及峰值动水压力的变化情况,研究了桥梁结构在不同地震波、不同水位、不同峰值加速度作用下的动力响应规律。结果表明:全桥结构的基频规律与单一桥墩的不同,正常水位和半水水位比无水环境下的一阶频率分别增加0.11%和0.06%,而二阶频率分别减小0.07%和0.03%;地震作用下,水的存在会影响结构的动力响应,桥梁结构的动力响应与输入的地震频谱特性和水位高低有关,动水压力在桥梁最低端最大,且动水压力影响桥梁结构的应变。

摘要： 根据规范对桥墩总的动水压力的计算方法,构造了考虑动水压力沿桥墩随水深分布的计算公式,并在有限元计算模型中采用附加质量的方法来考虑地震动水压力的影响。计算了某连续刚构桥的地震时程响应,比较了不考虑动水压力和考虑动水压力两种情况下的计算结果。分析表明,不论从位移还是内力来说,考虑动水压力情况比不考虑动水压力情况时的地震响应都有较大增幅,所以,地震动水压力在深水桥墩的计算中必须考虑。

摘要： 基于辐射波浪理论和Morison方程分别求解地震动水压力和波浪效应对桥墩的作用,建立了能够同时考虑动水压力和波浪作用的桥梁动力平衡方程;通过有限元分析,对非隔震桥梁和隔震桥梁两种结构体系的自振频率及地震反应在考虑动水压力作用与不考虑动水压力作用下的影响程度进行对比分析,然后在考虑动水压力作用下探讨了这两种桥梁结构体系对波浪效应的敏感性,并对隔震桥梁的减震效果进行了分析.研究表明:动水压力改变了桥梁的动力特性,增大了桥梁的地震反应;波浪效应对桥梁的地震反应有可能增大也有可能减小,相对动水压力而言波浪影响较小;无论是从桥梁结构的各阶频率,还是地震反应来看,非隔震桥梁结构体系较隔震桥梁结构体系对动水压力和波浪的反应都更为敏感.由此得出:在近海区域,隔震桥梁结构体系抗震性能优势更明显.

摘要： 建立了基于ABAQUS软件的海水-土-隧道结构体系有限元模型,采用Airy微小振幅波动理论,对静、动水压条件下不同埋深海底隧道地震反应特性进行了比较.结果表明:动水压力作用下隧道结构的水平向加速度及相对水平位移分别比静水压力作用下的相应值大1.1～1.4倍和1.8～2.3倍;随着隧道埋深增加,隧道结构的应力、水平位移逐渐减小,动水压力影响系数KD有减小的趋势,也即达到一定埋深时,动水压力对隧道结构的地震反应没有影响;隧道拱肩和拱腰处的应力反应明显大于其他部位,拱肩和拱腰处为隧道结构的最危险部位.

摘要： 使用辐射波浪理论推导正方形桥墩动水压力的解析解或半解析解,棘手的数学问题使得求解非常困难;流体单元法适用于任何截面形状的桥墩,但计算量很大且不易收敛,计算效率低.本文提出一种基于二者的混合法:采用辐射波浪法推导圆形桥墩外域水动水压力的简化表达式,乘以由流体单元法得到的正方形桥墩的形状系数,得到正方形桥墩外域水动水压力,并建立相应的墩水耦合作用数值计算模型.文中详细讨论了混合法的理论基础、形状函数拟合精度,并与流体单元法、Morison方程进行了对比研究.结果表明:混合法表达式简洁,计算效率高,精度较好,具有较高的实用价值.

摘要： 地震荷载下考虑动水压力对沉管隧道结构内力变化的影响,以港珠澳沉管隧道为原型进行了缩尺比例为1∶30的大型振动台试验,试验分为水平向和竖向地震输入两组.取两组试验过程中监测的结构侧墙动土压力、结构应变和结构弯矩进行了对比分析.试验结果表明:地基土的密实程度对结构地震反应存在影响;仅考虑竖向地震作用时,动水压力对结构模型的作用显著;在仅考虑水平向地震作用时,动水压力对结构模型的作用较小;在对结构进行抗震设计时动水压力和竖向地震荷载应要考虑.

摘要： 混凝土面板作为面板坝的防渗体,对大坝的安全运行和抗震能力的研究起着至关重要的作用,对其进行精细研究是十分必要的,而动水压力是需要考虑的重要影响因素之一.本文实现了基于SBFEM的面板坝-库水动力相互作用分析方法,验证了该方法的精度,并将其应于300m面板坝与库水动力相互作用分析中,即分别采用有限元和比例边界有限元离散坝体和库水,分析动水压力分布规律,并研究不同动水压力方法对面板应力的影响.研究结果表明:基于比例边界有限元的面板坝与库水动力相互作用分析方法精度较高,采用Westergaard方法计算的面板顺坡向应力偏大.因此,研究高面板坝面板动力破坏时,采用精确的动水压力分析方法是十分必要的,而比例边界有限元是解决这一问题的有效方法.

摘要： 笔者在参与第2版《水工设计手册》第4卷第3章有关水工建筑物设计荷载的修编工作中，根据手册修编是以目前执行的规程规范内容为主的精神，参阅了所有电力(DL)类及水利(SL)类水工建筑物设计规范中有关水荷载计算的规定，从中发现一些值得商榷的问题，整理了出来供参考和讨论。这是一篇技术讨论文稿,内容包括水荷载中的动水压力计算、浪压力计算、波高及风浪爬高计算中的波列累积频率问题等,并附波浪要素计算方法及例题.

摘要： 丁坝是一种常用的整治和防护水工建筑物,而丁坝自身面临失稳、水毁等问题,也需要适当防护.早期关于丁坝的研究成果多集中在非淹没丁坝,近年来淹没丁坝的研究成果有所增多.本文在大量收集国内外文献资料的基础上,对淹没丁坝的研究从丁坝附近水流结构特征及试验观测、局部冲刷坑形态观测、冲刷深度的计算、动水压力特性试验、水流数值模拟等方面进行了归纳整理,总结已有的研究成果及其存在的不足,为后续研究指明方向.

摘要： 地震作用下深水桥梁会受到水-桥相互作用引起的动水压力,还可能同时受到波浪、水流的作用,使桥梁结构更容易发生倒塌和破坏.本文从地震动水压力计算方法、水—桥动力相互作用振动台试验以及地震和波浪、水流联合作用下水—桥动力响应分析三个方面对国内外有关地震作用下水-桥动力相互作用的研究成果进行了系统的总结和分析,得到以下结论:修正Morison公式的适用范围需进一步确定;动水效应对桥梁弹塑性地震响应、失效和倒塌模式的影响需深入研究;可以开展考虑土—结构相互作用的深水桥墩振动台试验以及一致和非一致地震激励下的全桥试验;需进一步研究地震和波浪、水流联合作用下水—桥动力响应分析方法.

摘要： 本文研究了Chamshir水电站泄水底孔“S”形布置及体形优化设计问题,通过水力学大比尺(1∶15)模型详细论证研究了原设计方案,进而根据其水流流态、底孔洞身沿程及工作段动水荷载、关键部位水流空化数特征,揭示了原设计方案存在的问题,并通过系列优化论证,提出了泄流底孔水力学推荐方案,在此基础上系统研究了该推荐布置泄水底孔进口检修门槽段、弯道段、事故门、工作门门槽及闸室段和出口明流段各部位流态特征、动水荷载特征、通气减蚀特征以及水流空化空蚀特性,验证了优化设计的合理性及优越性,为底孔设计、施工及以后运行操作奠定了基础.

摘要： 本发明公开了一种高外水压力动水条件下地下洞室固结灌浆方法，涉及地下工程领域，解决地下洞室在高外压力条件下围岩裂隙的大量涌水问题，避免动水作用对固结灌浆施工造成的影响，保证固结灌浆施工质量。本发明采用的技术方案是：高外水压力动水条件下地下洞室固结灌浆方法，先向地下洞室的岩体打深排水孔，对渗漏涌水进行集中引排；然后向地下洞室的岩体打堵水孔，对堵水孔的阻水帷幕孔段进行堵水灌浆，形成阻水帷幕；再封堵深排水孔；再封闭岩面，再在地下洞室岩面施工衬砌混凝土，形成固结灌浆盖重体；最后对衬砌混凝土与阻水帷幕之间的区域进行固结灌浆。本发明适用于在高外水压力动水条件下地下洞室固结灌浆。

摘要： 本发明提供一种动水压力环境阶梯侵蚀沥青养生试验容器及试验方法，属于道路工程材料性能测试技术领域。该容器包括底座、中部圆环、盖子、螺栓及螺帽，按照由下至上的顺序依次连接和组装固定，多个容器能够串接组装来同时进行动水压力环境养生。本发明可以实现将沥青沿深度方向直接拆分为两部分试样后再进行性能测试，研究动水压力环境对沥青由外向内的阶梯侵蚀过程并探索水损害的机理，同时提出沥青盛样深度推荐值来为沥青水损害相关研究提供参考。

摘要： 本发明提供一种动水压力环境同步高频力学加载试验系统，属于道路工程材料性能测试技术领域。该系统包括伺服液压动力装置、动水压力环境发生装置、力学加载杆施加装置、沥青混合料试件力学测试装置、沥青混合料试件养生装置和水环境控温装置。本发明采用一个控制系统同时驱动两个伺服液压作动器进行加载，活塞沿竖直方向往复运动形成动水压力环境，力学加载杆对沥青混合料试件进行同步力学加载，考虑了水、温度、动水压力和车辆荷载等多因素耦合的复杂工况，实现了对材料在动水压力环境下其性能演化全过程的监测与评价，从而更真实模拟和定量评价车辆轮胎引起动水压力环境对沥青路面的具体影响。

摘要： 一种验证岸坡土体内存在动水压力的试验方法，该方法可以基于大多数简易渗透装置进行改进，高效、经济、可操作性强；并在改进试验装置后，通过制备若干组不同渗透系数的土样进行渗透试验，同时根据动水压力的概念针对性地获取试验中土体内部的水头及应力，以确保试验的准确性，最后通过分析不同渗透系数下试验土样中获取的土体内部水头及应力变化规律来验证动水压力的存在，为在水库岸坡稳定性分析评价领域准确把握动水压力概念提供科学依据。

摘要： 本发明涉及一种荷载及动水耦合作用下路面板的动水压力值测试装置，包括水箱，水箱内能够固定放置路面板试件，路面板试件上开设用于安装压力传感器的孔洞，压力传感器连接数据读取装置；路面板试件的上侧安装能够压紧路面板试件并进行往返运动的轮碾装置，水箱上设置有进水孔。本发明向水箱内注水以在路面板试件上形成一定厚度的水膜，通过在路面板试件上的孔洞内固定压力传感器，可以测量动水压力，通过设置轮碾装置，便于对路面板试件施加荷载并在路面板试件上做直线往返运动，更真实的测量路面在车辆荷载重复作用下动水压力对混凝土面板板底和板顶的实际动水压力，测量准确。

摘要： 本发明提出一种动水压力下沥青路面渗水性能试验方法，包括制备待测沥青试块、利用渗水仪模拟试验不同动水压力下沥青路面的渗水性能、利用模拟降雨组件和模拟行车碾压组件模拟试验不同行车荷载以及不同车速对沥青路面渗水性能的影响等步骤；且通过终端控制系统调节试验温度以及模拟车速等，更加便捷与智能化。本发明能够有效的测量不同温度下的动水压力作用下沥青路面的渗水性能，同时能够模拟在不同荷载与车速作用下的沥青路面的渗水性能；且通过调整待测沥青试块的坡度的大小，能够更加准确地检测具有不同坡度的沥青路面的渗透性能。

摘要： 本发明提供了一种水工模型试验动水压力精确量测的装置及方法，该测量装置包括供水循环系统、测量系统和数据采集系统。使用者可以通过带有分化刻度的测压管直接读取水面高度，方便快捷，也可以采用数据采集系统可以对多组动水压力信号进行自动采集，减少人力成本，相比传统测量方式，具有测量精准、智能化程度高、操作简易、测量范围广等优点。测压管底部设置弹簧式排气阀，可以对带有水柱或者气泡的测压管进行排气，避免了传统测压管中气体排气不畅造成的测量误差。

摘要： 本发明提供了一种基于离散元的动水压力作用下钢桥面铺装层表面裂缝扩展行为模拟方法，该方法的具体步骤为：首先，依据研究目标生成相应尺寸和级配的沥青铺装层离散元模型；其次，根据宏观力学性能，对生成的粗集料颗粒团和沥青砂浆颗粒之间赋予相应的细观力学参数；接下来，基于达西定律在PFC2D中利用Fish语言实现流体与沥青铺装层之间的耦合作用，并在模拟过程中实时采集动水冲刷次数、裂缝发展的数量和发展路径以及颗粒黏结的法向和切向破坏数量，当动水冲刷作用次数达到目标值后，结束模拟并导出数据结果，分析动水压力作用下钢桥面铺装层表面裂缝扩展的细观机理。

摘要： 本实用新型涉及一种荷载及动水耦合作用下路面板的动水压力值测试装置，包括水箱，水箱内能够固定放置路面板试件，路面板试件上开设用于安装压力传感器的孔洞，压力传感器连接数据读取装置；路面板试件的上侧安装能够压紧路面板试件并进行往返运动的轮碾装置，水箱上设置有进水孔。本实用新型向水箱内注水以在路面板试件上形成一定厚度的水膜，通过在路面板试件上的孔洞内固定压力传感器，可以测量动水压力，通过设置轮碾装置，便于对路面板试件施加荷载并在路面板试件上做直线往返运动，更真实的测量路面在车辆荷载重复作用下动水压力对混凝土面板板底和板顶的实际动水压力，测量准确。

摘要： 本实用新型公开了一种用于路面材料动水压力冲刷试验机的反向动水冲刷装置，包括装设于所述冲刷试验机的试验箱体内的反向动水冲刷筒，所述反向动水冲刷筒的上端装设有密封盖板，反向动水冲刷筒的下端与所述试验箱体相通。本实用新型用于路面材料动水压力冲刷试验机的反向动水冲刷装置，该反向动水冲刷装置能够在路面材料动水冲刷试验中即时实现反向冲刷。