寬尾墩消力池透水底板水動力特性研究.pdf

1、寬尾墩+消力池聯(lián)合消能工廣泛應用于工程實踐并具有良好的消能效果。但由于寬尾墩射流沖擊下消力池水流流態(tài)及水動力荷載特性異常復雜，工程中不乏有底板錨筋被拔出，甚至底板被掀翻的破壞實例。因此射流沖擊下消力池防護結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性是實現(xiàn)消能防沖目的的關(guān)鍵所在。鑒于當今已建、在建和擬建工程都面臨“被動防護”理念帶來的安全隱患，“主動防護”的觀念下透水底板通過板塊開孔，主動降低作用在防護結(jié)構(gòu)上的荷載，達到防護結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性的目的。前人的研究大都局限于

2、挑跌流反拱形水墊塘透水底板，而對底流消力池平底透水底板的研究卻很少涉及。研究消力池平底透水底板的水動力特性，能夠促進人們對這一新型防護結(jié)構(gòu)的認識，為科研設(shè)計單位提供技術(shù)參考，推動“主動防護”模式的防護結(jié)構(gòu)在工程上的應用。
　　 本文基于某寬尾墩消力池透水底板水工模型試驗，在研究寬尾墩消力池水力特性的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地研究了平底透水底板的水動力特性，主要得到以下結(jié)論：
　　 (1)總結(jié)前人關(guān)于寬尾墩消力池水力特性的研究成果，歸

3、納出寬尾墩消力池消能機理以及流態(tài)特點。
　　 (2)寬尾墩消力池表、底面時均壓強均沿程逐漸增大；底板上表面脈動壓強分布兼有“挑流+底流”分布特性，底板下表面脈動壓強系數(shù)與上表面有相似的分布規(guī)律，只是幅值有所衰減。
　　 (3)研究了寬尾墩消力池上舉力分布特性并提出最大上舉力預報公式；閘墩末端設(shè)置寬尾墩，能夠顯著減小消力池板塊上舉力，最大降幅可達50％。
　　 (4)脈動壓力點面轉(zhuǎn)換系數(shù)在0.5～0.8之間，分布規(guī)

4、律是消力池前部較小，后部較大。
　　 (5)板塊開孔(開孔率k<0.3％)后，底板上表面水流脈動壓強基本不變，而下表面水流脈動壓強在消力池前部有所增大，在消力池后部則有所降低；底板下表面水流脈動壓力概率密度分布隨開孔率的增大更接近于正態(tài)分布；透水底板下表面水流脈動能量較不透水底板有所升高，且脈動能量主要集中在0～1.5Hz的低頻段內(nèi)；
　　 (6)從板塊開孔前后，板塊表底面水流脈動互相關(guān)性的角度，初步探討了透水底板減壓降