水电模拟范文（精选4篇）
水电模拟 第1篇
滑坡的破坏模式和破坏机理是滑坡研究的重要内容,是滑坡防治的重要依据,并对所采取的防治措施具有重要的指导意义[1]。例如,牵引式滑坡是滑坡的前缘失稳后导致滑坡后缘失去支撑而产生牵引滑动的滑坡,所以,牵引式滑坡的推力来源就在滑坡的前缘,那么相对应的牵引式滑坡防治的重点就应该在滑坡的前缘,只要前缘防治好了,整个滑坡也就防治好了。推落式滑坡是滑坡后缘稳定性差而产生变形并推动滑坡的前缘而导致滑坡的整体滑动,所以,推落式滑坡的推力来源在滑坡的后缘,那么相对应的推落式滑坡防治的重点就应该在滑坡的后缘,只要后缘防治好了,整个滑坡也就防治好了;相反,如果防治措施放在滑坡前缘的话,就可能会在滑坡的中后部产生次级滑动而导致滑坡治理的失败。滑坡与崩塌的破坏机理也有根本的区别,滑坡是斜坡上的一部分岩土体沿某一个面产生整体滑动的现象,所以滑坡的位移具有整体性和连续性的特点;而崩塌则是斜坡上的一部分岩土体从母体上发生分离脱落的现象,所以崩塌易发生在地形坡度较大处,位移具有局部性和不连续性[2]。显然,它们的治理措施是有区别的,如果把一崩塌现象视为滑坡来治理,那么治理的效果也就可能宣告失败,国内外也出现过多起此类治理失败的例子[5]。某水电站厂房边坡的变形破坏是由于施工开挖卸荷而造成的,那么这种施工开挖卸荷导致斜坡变形破坏是属于滑坡还是属于崩塌呢?下面我们对这一问题进行探讨。
2、模型的建立
云南某水电站厂房边坡在施工开挖过程中曾出现过多次滑动。2007年8月24日,边坡又出现滑动,后缘裂缝开始三十多厘米,每次下雨后,裂缝均有增大,至10月1日,后缘裂缝达110cm。如果滑坡一旦整体下滑,将危及发电站厂房的安全。所以必须对该滑坡进行治理。
该水电站厂房边坡是在施工开挖作用下出现滑动的,但滑坡每次滑动一段距离后,又暂时稳定下来。要想对这种施工开挖卸荷形成的滑坡进行很好的治理,就必须对其滑动破坏的模式和破坏的机理进行深入分析,从而达到“对症下药”的防治效果。在对该水电站厂房滑坡现场进行充分调查后,利用FLAC3D软件辅助对该滑坡进行破坏机理的分析[3,4],最后再提出治理措施。
该水电站厂房边坡数值计算模型如图1。左侧边界作x方向约束,右边界为自重应力引起的水平应力,底部边界作y方向约束,整个模型作z方向约束(平面应变状态),开挖面为自由面。计算参数的选取如表1所示。
根据该水电站厂房边坡的工程地质条件,利用ansys软件建模,然后导入到FLAC3D中赋相应的物理力学参数值,生成初始应力场,然后再模拟开挖。
3、滑坡破坏模式和破坏机理的模拟
图2是厂房边坡开挖后的位移等值线图,从图上可知,由于开挖的卸荷作用,边坡以向坡外临空面和沿重力方向向下变形为主,且变形量大小不一,变形量主要集中在坡面附近,向斜坡内部变形量骤减;在斜坡前缘变形量较小,而在中后缘变形量较大,最大位移达到了32.5cm。所以,由于斜坡的前缘和后缘、表层和斜坡体内部的变形量不一致,必然会在位移发生突变处出现裂缝,且在局部会出现表层的蠕滑。
由以上模拟可知,厂房边坡开挖后,会产生较大的变形和裂缝。如果在斜坡开挖前,就在斜坡的中部(变形较大的前端)施加一抗滑桩,然后再模拟开挖,其位移矢量和等值线图如图3～图5。
从以上图中可以看出,在斜坡中部施加一抗滑桩后,在抗滑桩的前后出现不连续的位移变形,在抗滑桩附近位移减少明显,远离抗滑桩的部位位移减少不明显;在抗滑桩的后面最大x方向位移为24.7cm,最大y方向的位移为21.4cm,比施加抗滑桩以前分别减少2.1cm和3.4cm,但位移的绝对值仍然较大。这说明该变形体不只是一个单纯的滑坡现象,因为如果是一个单纯的滑坡的话,由于滑坡是沿滑动面发生整体式的滑动,那么,施加抗滑桩以后,由于抗滑桩的抗滑作用,滑坡的位移会迅速减少甚至趋于零,而这里x方向位移和y方向位移只分别减少了7.8%和13.7%。而且,从图4和图5可以看出,在抗滑桩的前面地形起伏处,位移出现明显的不连续,位移较大的地方出现在地形较陡和坡肩的较浅层部位,在地形较缓处,位移减少明显,这具有较明显的崩塌脱落特征。
当斜坡上的岩土体被开挖后,在被开挖体下面的岩土体由于这种卸荷作用就会向临空方向产生卸荷回弹(如图6),这种卸荷回弹作用使得斜坡浅层的岩土体与母体的接触变得疏松而发生分离,形成松散体,并在如图4和图5的位移分异处出现裂缝,从而在斜坡坡度较陡地段处形成局部变形较大的变形体,而在坡度较缓的地段变形相对较小。因此,这种变形(施工开挖卸荷作用下)没有整体性和连续性,而具有局部性和不连续性的特点。但在暴雨作用下,这种浅层疏松的岩土体产生局部崩塌的同时,其较深层破坏面逐渐贯通而形成如图7所示的滑动面并有可能产生整体滑动而形成滑坡。因此,这种由于施工开挖卸荷作用下产生的变形体就其破坏模式来说并不是一个单纯的滑坡现象,也不是一个单纯的崩塌现象,而是两者都有,是一个松散土体的崩滑体。
滑坡与崩塌的治理措施是有明显区别的。治理滑坡的措施主要有支挡抗滑结构如抗滑桩和挡墙等构筑物;治理崩塌的措施主要是支护结构如喷锚等,显然,如果用抗滑桩来治理崩塌体的话,就有可能达不到治理的效果。
4、结论
云南某水电站厂房边坡在施工开挖作用下的破坏机理是斜坡在施工开挖作用下,斜坡表层土体在卸荷回弹作用下,与母体发生分离,在斜坡坡度较大处,变形较大,产生局部的崩塌脱落,但在暴雨作用下,较深层滑动面逐渐贯通,有可能形成整体的滑动;所以,其破坏模式并不是一个单纯的滑坡现象,也不是一个单纯的崩塌现象,而是一个以滑为主,局部产生崩塌的松散崩滑体。因此,对崩滑体的治理应该包括抗滑和防崩两方面,用抗滑桩和锚杆以及截水沟的综合治理方法是有效的。
摘要：滑坡的破坏模式和破坏机理是滑坡防治的重要依据,并对所采取的防治措施具有重要的指导意义。本文利用FLAC3D模拟了云南某水电站厂房边坡在施工开挖作用下的破坏模式和破坏的机理,通过模拟滑坡的位移变化特征以及分布规律,指出该水电站厂房边坡在施工开挖卸荷作用下并不是一个单纯的滑坡现象,也不是一个单纯的崩塌现象,而是一个以滑为主,局部产生崩塌的松散崩滑体。
关键词：破坏模式,破坏机理,施工开挖,崩滑体
参考文献
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水电模拟 第2篇
（三）（第71题—第75题）2008水利水电工程管理与实务模拟题
（三）—第71题
第 71 题 渠道横断面测量的方法有（）等。
A．皮尺法B．花杆皮尺法C．水准仪配合皮尺法D．手水准法E．经纬仪视距法 查看答案
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2008水利水电工程管理与实务模拟题
（三）—第72题
第 72 题 根据《水电水利工程施工地质规程》（DL／T 5109—1999），地质预报应包括（）。
A．在地质编录过程中，出现地基的实际情况与原设计所依据的资料和结论有较大的变化，需要修改设计；或可能出现新的不利地质因素危及建筑物与施工安全B．由于天然或人为因素使建筑物区域土体出现异常变化，将导致失稳引起破坏，需要采取加固与处理措施
C．不良工程地质问题的处理意见和建议 D．基坑有可能出现大量涌水E．出现管涌、流砂 查看答案
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2008水利水电工程管理与实务模拟题
（三）—第73题
第 73 题 钢筋连接方法有（）。
A．铆接B．榫接C．焊接连接D．绑扎连接E．机械连接
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2008水利水电工程管理与实务模拟题
（三）—第74题
第 74 题 根据《工程建设项目施工招标投标办法》（国家八部委局第30号令），招标人与投标人中通投标的行为包括（）等。
A．在开标前开启投标文件，并将投标情况告知其他投标人B．协助投标人撤换投标文件，更改报价 C．向投标人泄露标底D．向投标人发送招标文件的补充通知E．预先内定中标人
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2008水利水电工程管理与实务模拟题
（三）—第75题
第 75 题 搭设（）高处作业使用的脚手架，必须按施工设计施工，并有可靠的安全措施。
A．三级B．特殊C．二级D．悬空E．一级
水电模拟 第3篇
水流进入弯曲段后, 受离心力和扰动波等共同作用发生横向偏移, 不断在凹岸处汇聚, 导致水流左右分布不均, 流向偏离轴线、水面波不断衍射、叠加, 形成一系列相互交错的水流冲击波, 进而不断撞击溢洪道边壁, 恶化水流流态[2], 影响溢洪道结构安全和下游消能效果。特别是在水流下泄速度大、能量高, 且溢洪道弯曲半径小、曲率大的水利工程中, 若不妥善采取措施优化弯曲段水流流态、消减急流冲击波, 势必对溢洪道两边壁造成严重的冲刷, 影响下游水流流态, 甚至导致两岸岸坡坍塌和工程失事[3]。因此, 科学合理地布置弯曲段对溢洪道稳定运行具有十分重要的意义。
1 工程概况
天白水电站位于重庆开县九龙山镇四合村上游7.3 km, 为河床式水电站, 主要建筑物由拦河坝、溢洪道、取水建筑物和消能防冲设施组成。天白水利枢纽以农业灌溉为主, 兼有灌区农村人畜饮水、发电等综合任务, 坝址以上流域面积36.4 km2, 水库总库容1 047万m3。正常蓄水位680.0 m, 电站装机3 600 k W。为确保溢洪道运行安全性, 优化弯曲段流态, 利用SMS软件, 对该电站溢洪道弯曲段进行了数学模型模拟计算。
2 优化方案
2.1 槽底正超高法
为抵消水流在弯曲段所受的离心力, 在弯曲段的横断面上, 拟将凹岸的底板升高, 使抬高水体产生与离心力反向的重力分力, 同时凹岸上升的水体体积可由其底板抬升的体积来消除[4], 从而使水流沿泄槽横断面的水深、流速、单宽流量分布趋于均匀, 以消除水流冲击波, 改善弯道水流流态。凹岸各断面底板的抬高值可按如下经验公式计算:
式中:k为经验系数, 一般取0.5~1.0, 本工程取0.75;v为各断面凹岸处流速;b为溢洪道宽度;R为溢洪道弯道中轴曲率半径。
2.2 槽底反超高法
槽底反超高法考虑抬升凸岸底板、降低凹岸底板, 则左右两岸的水流体积差可用凸岸抬升的体积和凹岸下挖的体积来消除, 从而使弯道水平面重新保持水平位置, 减少水流的横向移动, 改善流态[5]。由离心力方程可分别计算呈凸岸上升和凹岸降低的高度
综合施工可能性和上下游底板的衔接, 最终各方案推荐底板高程的计算成果见表1。
m
3 数学模型建立与计算
3.1 模型计算区域
本文主要研究天白电站溢洪道弯道段的流态, 因此模型上边界取至弯段入口上游断面溢0+233.50, 下边界取至弯段出口下游断面溢0+320.95, 其中, 弯道段从溢0+247.65至溢0+320.95, 长73.3 m, 宽24 m, 中轴线曲率半径120 m, 圆心角35° (见图1) 。
3.2 边界、网格划分
模型只有一个进口和一个出口, 因此对于进出口边界的设置非常简单。在进出口边界都垂直于其断面主流流向线的前提下, 在上游根据时间流量关系代入相应的流量, 下游则代入相应的水位。
为提高计算精度, 本文采用三角网格进行计算。模型外边界节点间距取为5 m, 弯道段区域的节点间距设为2 m, 整个模型共有48 844个节点和24 035个网格。
3.3 参数选取
由于平面二维问题涉及各个细部水流结构计算问题, 而各个细部因泄槽底部粗糙度、泄槽边壁外形不同, 阻力有较大的差异[6], 因此将模型分为4个区域, 在模型计算前进行了大量的模型验证计算, 通过将实测和计算的水位、流速值进行对比, 不断调整参数, 从而率定出设计流量下模型各分段的糙率和紊动能系数取值 (见表2) 。
4 计算结果分析
4.1 流场分布
原方案 (平底板) 天白溢洪道弯段内水流受离心力作用偏向右岸, 使右岸水深、流速均大于左岸, 水流横向流动明显, 水面横比降较大, 整个弯曲段内流态较为紊乱, 弯曲段出口平均流速大, 达到16.63 m/s, 严重影响下游连接段流态和整个溢洪道安全。正超高方案下, 凹岸的底板升高水体抬升产生的重力横向分力很好地抵消了离心力[7], 水流横向流动减弱, 流向线与溢洪道轴线夹角减小, 溢洪道弯段内水深、流速、单宽流量分布均匀, 水流结构、流态良好, 整个弯段内水深增加, 流速放缓, 弯道段的出口平均流速减小至13.72 m/s。反超高方案下, 通过抬升凸岸底板、降低凹岸底板左右两岸水位差减小、水流横向移动减弱, 横向水面线平顺, 但左岸水深明显高于右岸, 使左右岸水体分布不均。相比原方案, 整个弯曲段内流态有所改善, 弯道段的出口平均流速减小至14.66 m/s。
从各方案下弯段流场效果来看, 正超高和反超高方案均优于原方案, 而正超高的方案流态效果要优于反超高方案。
4.2 水流参数分布
将各方案下溢洪道弯段各断面的水深、流速、单宽流量分布列于表3。
从表3可看出, 正超高方案下, 左右两岸水深绝对差值的平均值为0.10 m, 远小于原方案的0.37 m和反超高方案的0.43 m, 流速绝对差值的平均值为0.13 m/s, 小于原方案的0.59 m/s和反超高方案的0.26 m/s, 单宽流量绝对差值的平均值为1.81 m2/s, 小于原方案的12.56 m2/s和反超高方案的4.60 m2/s。
因此可见, 采用正超高方案后, 水流进入弯曲段后, 断面横向水深、流速差值减小, 流量分布趋于均匀[8];整个溢洪道弯曲段水深增加, 流速减小, 有利于溢洪道的稳定运行, 因此推荐使用正超高方案优化天白溢洪道底板结构设计。
5 结论
本文通过SMS平面水流二维数学模型, 验证了天白溢洪道弯段正超高和反超高方案的流态效果, 得出以下结论:
(1) 采用正超高优化方案后, 溢洪道弯段内左右岸水深、流速差减小, 水流分布趋于均匀, 流向线靠拢溢洪道轴线, 有效地抑制了水流冲击波, 整个弯段内水深增加, 流速减小, 有利于下游连接段的消能效果。
(2) 采用反超高优化方案后, 整个溢洪道弯段内水深增加、流速减小, 断面上横向水位差减小, 水流横向移动减弱, 流态效果有所改善。但随着原水深小的凸岸底板抬高, 左右岸水深差值增大, 使断面内水体分布不均, 将产生边壁壅水等不良流态。同时其弯段出口流速也大幅高于正超高方案, 不利于溢洪道的稳定及下游的消能。
(3) 通过对比两种方案的流态及水流参数分布, 将正超高方案定为推荐方案。
参考文献
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水电模拟 第4篇
（中国水利水电科学研究院）开放研究基金项目管理办法
（试行）
第一条为促进流域水循环模拟与调控研究的学术交流和学科发展，吸引和鼓励国内外相关领域的科研人员利用流域水循环模拟与调控国家重点实验室（中国水利水电科学研究院）（以下简称“实验室”）的平台和实验条件，开展前沿性和基础性研究，特设立开放研究基金。
第二条实验室以“流域水循环模拟与调控”为主线，重点开展“自然－社会”二元水循环基础理论、流域水循环及其伴生过程、复杂水资源系统配置与调度、流域水沙调控与江河治理、水循环调控工程安全与减灾等方向研究，致力于为国家新时期重大治水实践提供基础理论与技术支持。
第三条实验室每年1月份发布流域水循环模拟与调控国家重点实验室（中国水利水电科学研究院）开放研究基金申请指南(以下简称“指南”)，指南对资助的具体范围予以明确规定。
第四条具备博士学位或中级及以上技术职称的非依托单位的研究人员，均可在指南规定的范围内提出资助申请。实验室鼓励与依托单位内研究人员联合申报，原则上不接受国内自然人申请。
第五条申请者须按规定填写《流域水循环模拟与调控国家重点实验室（中国水利水电科学研究院）开放研究基金申请书》，国内申请者需经专家推荐，经所在单位批准，签署意见并盖章后，报送实验室。国外申请者经专家推荐后可直接申报。第六条开放研究基金项目资助额度一般为5万元，项目研究期限不超过二年。对于确需持续较长时间方可完成的重大课题，可分阶段申请、立项。
第七条实验室负责开放研究基金的立项、评审、验收与日常管理工作。通过评审立项的课题，由申请人与实验室依托单位中国水利水电科学研究院签订技术咨询合同。
第八条开放研究基金经费主要用于资助与项目研究直接有关的费用，包括材料费、测试化验加工费、差旅费、会议费、专家咨询费、劳务费，以及出版/文献/信息传播/知识产权事务费等。
第九条开放研究基金实行预算管理，课题经费使用应严格按批准预算执行。项目经费的使用由项目负责人负责。
第十条一般情况下，项目负责人不得代理或变更。在项目实施过程中，若涉及到预定目标、研究内容、研究进度等的变更，项目负责人必须提前提出变更申请，经所在单位同意，报实验室审批通过后方可实施。
第十一条实验室办公室每年对开放研究基金项目的执行情况进行检查。项目负责人应于每末提交进展报告。对于不按期报送进展报告、研究进展迟缓、经费使用不当的项目，要求限期改正，否则将通报所在单位。
第十二条开放研究基金课题如果未能按期完成既定成果指标，将取消再次申请本基金资格，并通报所在单位。
第十三条项目研究获得的成果归实验室和项目负责人所在单位共有，并将开放研究基金作为其资助项目。中文标注格式为“中国水 利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室开放研究基金（项目编号）资助”，英文标注格式为“Supported by the Open Research Fund of State Key Laboratory of Simulation and Regulation of Water Cycle in River Basin，China Institute of Water Resources and Hydropower Research,Grant NO.***”。
第十四条每项开放研究基金资助课题至少应发表1篇以实验室为第一署名单位的SCI检索的论文。实验室的中文署名格式为“中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室”，英文署名格式为“State Key Laboratory of Simulation and Regulation of Water Cycle in River Basin, China Institute of Water Resources and Hydropower Research”。
第十五条开放研究基金资助项目获得优秀研究成果的将颁发“优秀成果证书”，其成果可申请参加中国水利水电科学研究院科学技术奖的评选。
第十六条对于使用实验室公共实验平台的项目，应将所有实验过程的原始资料上交实验室存档。
第十七条鼓励已获得实验室开放研究基金资助项目继续申请更高级别的基金、攻关和其它重大项目。
第十八条开放研究基金项目到期后，应向实验室提交项目研究报告和由承担单位审签的财务审计报告，同时提供论文、著作、专利等相关成果的证明材料等。由实验室成立验收专家组负责对开放研究基金完成情况进行评议、审查和验收。