拱坝溢流水舌冲击下游河床诱发坝体振动的研究.pdf.pdf

维普资讯
水利学报
年月第期
拱坝溢流水舌冲击下游河床诱发
坝体振动的研究
王日宣崔广涛
天津大学
提要
车文以滩双曲拱埂为背景,运用随机振动理论, 讨论了拱埙溢流水舌冲击下游河床诱发埂
. 加到埂体一库木
一基础等联合体的力学模型上,. 濉双曲拱埙表孔溢流水舌冲击下
游河睐的脉动荷载. 对埙体的振动影响裉小,
适用于其它随机荷载作用下结构的振动问题分析.
一
、前言
溢流拱坝下游消能, 采用水垫塘的形式比较简单, 普遍. 二滩双曲拱坝的最大蠼高
为, 泄洪单宽功率达万. 而跌距只有左右, 则令人关注其泄洪时埂体
的振动问题. ,与水流冲击
下游河床的脉动荷载主要集中于低频的特性相当接近. 即冲击水流的脉动荷载作为水流
诱发力和拱坝振动特性两方面耦联后, 坝体是否会产生较大的搬动, 其振动对大坝工作
是否会产生不利影响, 均是令人感兴趣的问题. 本文是用水力模型观测出来的脉动荷
载, 运用随机振动理论, 得出坝体的动力反砬,进而对坝体的振动作出判断.
二、模拟方法及脉动荷载的确定
众所周知, 在研究振动现象时, 首先要区分产生振动的机制. 因为研究各种建筑物
的安全影响时, 要根据机制不同, 选择不同的研究方法. 此外, 这种区分有助于评价一
个建筑物可能发生危险的部位. 在研究拱坝坝体一库水一地基一脉动荷载等耦联现象中,
水流相对被诱发体坝体来说,可认为是与建筑物无关的脉动流动, 而忽略建筑物反
馈作用对荷载的影响. 在观测脉动荷载时, 由于水流诱发的压强脉动, 在各部之间不会
是同步的. 因此, 没有相当数量的相关测量, 任何数日的压强量测只能得到有限的有关
诱发力的信息. 在这种情况下,
点一面换算的分析方法. 因此, 本文是用面压力盒量测了溢流水舌冲击下游河床的
‘本文于年月日牧列, 、毕尊. 蓐胄书、马暮
东, 林继慵、桨兴等.
船
维普资讯
脉动荷载. .
面脉动荷载测量, , 支撑一块方形面板所构成的
压力盒图, 其尺寸是, 在:局部模型上为× 、.×.、.×.
三种在:整体模型上为× 台原型为. 跌落水舌冲击水垫塘底板
时所产生的脉动荷载信号, 通过电荷
放大器放大, 磁带机记录, 微机处
理. 实验测试系统均采用现场静态率雇收
慷蓐墨
定. 测得的面脉动荷载均方根除以承承压面授
压力盍
压面积, 其值作为面脉动壁压强度臆压骨市
.
跌落水舌对底板的脉动压力, 决
定于跌落流速、水舌厚度和下游
水垫深度. 众所周知, 脉动荷载的
大小还取决于作用面的大小, 即脉动匿面脉动荷载测试翦圉
压力存在点、面关系问题. 壁压强度琏作用面积的增加而迅速降低, 作用面积进一步增
大,其低理趋于平缓.:局部模型实验研究指出,点、面脉动壁压减折系数
一/