库区滑坡涌浪对混凝土大坝冲击损伤作用机理与寿命预测研究

基本信息
批准号:51379108
项目类别:面上项目
资助金额:82.00
负责人:彭辉
学科分类:
依托单位:三峡大学
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李运江,刘依松,夏怀孝,李卫明,张萍,郑重阳,闫秦龙,蒋强强
关键词:
涌浪损伤机理混凝土坝极端天气寿命预测
结项摘要

Reservoir landslide slipping into reservoir at high speed maybe produces surge waves. Surge waves evolutes in the river in the form of fast water flowing and shock waves which can bring about impacts on downstream dam and endanger dam safety. As a result, it is important to study on dam safety brought by reservoir slope surge waves. In view of hydrodynamic loads of the existing codes mainly based on empirical formulas without considering actual interaction between waves and dam, depending on the proposed efficient regional decomposition algorithm and through introducing concentration field control equations and boundary conditions , the applicant want to build a new water fluctuation model in order to research landslide surge waves generating mechanism and propagation in similar semi-infinite winding channel under condition of high water level. On the basis of forgoing studies and numerical simulation and physical model tests, multi-parameter damage and life prediction model will be constructed based on dry zoning under action of landslide waves. From the qualitative and quantitative angles, the duality of surge waves(water kinetic energy and shock wave energy) imposing on dam also will be described. So, the cumulative damage rules of dam and aim of life prediction will be obtained. Above researches can further enrich hydrodynamic loads research contents in hydraulic structure design codes and provide scientific supports for western hydropower development and dam seismic design.

库区坡体高速下滑入库会产生涌浪,涌浪以快速流动水体和冲击波形式在河道中传播演化,对下游大坝可能产生冲击影响,威胁大坝结构安全,因此研究滑坡涌浪引起的大坝安全问题意义重大。针对现有规范中动水荷载多依据经验公式获取而未从水波传播演化机理出发探寻动水对大坝的实际作用效应问题,申请人依托提出的高效区域分解算法,通过引入浓度场控制方程及水体约束边界,拟构建新的水波动计算模型,深入研究库区高水位条件下滑坡涌浪在类似半无限长弯曲河道中产生与传播机理;结合数值模拟和室内物理模型试验,在前期研究基础上,建立涌浪冲击作用下基于混凝土干湿分区的大坝损伤演化与寿命预测多参数模型,从定性和定量角度阐述涌浪对坝体作用的波动二重性(动能与冲击波能)问题,揭示坝体结构累积损伤规律,达到实时预测大坝剩余寿命目的。从力学、工程安全管理角度进一步丰富水工设计规范中有关动水荷载研究内容,为西部水电开发、坝工抗震设计提供科学支撑。

项目摘要

库区滑坡体高速下滑入库可能会产生涌浪,涌浪以快速流动水体和冲击波形式在河道中传播演化,对下游大坝可能产生冲击影响,威胁大坝结构安全,因此研究滑坡涌浪引起的大坝安全问题意义重大。针对现有规范中动水荷载多依据经验公式获取而未从水波传播演化机理出发探寻动水对大坝的实际作用效应问题,本项目依托提出的高效区域分解算法,通过引入浓度场控制方程及水体约束边界,构建出新的水波动计算模型,深入研究了库区高水位条件下滑坡涌浪在类似半无限长弯曲河道中产生与传播机理;结合数值模拟和室内物理模型试验,在前期研究基础上,建立了涌浪冲击作用下基于混凝土干湿分区的大坝损伤演化与寿命预测多参数模型,从定性和定量角度阐述了涌浪对坝体作用的波动二重性(动能与冲击波能)问题,揭示了坝体结构累积损伤规律,达到实时预测大坝剩余寿命目的。从力学、工程安全管理角度进一步丰富水工设计规范中有关动水荷载研究内容,为西部水电开发、坝工抗震设计提供科学支撑。. 通过本项目的研究,获批省部级奖励4项,出版专著教材2部,发表高水平论文12篇,获批专利5项。培养研究生8人获得硕士学位。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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