国家科技支撑计划(2012BAD10B02)
- 作品数：83 被引量：476H指数：13
- 相关作者：王正中蔡新王羿刘铨鸿肖旻更多>>
- 相关机构：西北农林科技大学河海大学中国科学院更多>>
- 发文基金：国家科技支撑计划国家自然科学基金国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：水利工程农业科学建筑科学动力工程及工程热物理更多>>
- 国内外大跨度挡潮闸应用评述被引量：4
- 2018年
- 近年来全球气侯变暖及极端气候频发,海平面上升及沿海地区风暴潮等海岸洪水灾害加剧,作为沿海城市安全屏障的挡潮闸,增强防洪能力、适应功能要求、创新结构形式等成为科技工作者关注的热点。从海岸洪水对沿海城市安全的影响性方面阐明了挡潮闸建设的必要性;结合国内外沿海地区已建大跨度新型挡潮闸的工程应用实例,对各类大型挡潮闸的创新性结构特征、优缺点、适用性及发展状况等方面进行分析总结;最后从沿海城市生态建设、新型挡潮闸设计规范制定、控制运行管理系统等方面进行了展望,以期为我国未来沿海河口地区挡潮闸的建设提供参考。
- 王正中徐超
- 关键词：挡潮闸
- 中美水工钢闸门设计规范的对比与评价被引量：8
- 2017年
- 通过系统对比中美规范,认为我国《水利水电工程钢闸门设计规范》"条文"与美国《水工钢闸门设计》内容相对应,我国规范"条文说明"与《溢洪道弧形闸门设计》和《平面闸门设计》内容相对应;结果表明两国规范在设计方法、计算方法、设计荷载、主梁布置、面板设计、流激振动和启闭机选择等方面有较大的不同。美国规范考虑较为全面、可操作性较强和注重细节,而我国规范注重原理、应用灵活和因地制宜。从先进性、科学性及与国际接轨角度考虑,美国规范在闸门的设计方法、计算方法、闸门防腐和除冰等方面比我国规范更具科学性和先进性,在设计荷载、流激振动、主梁挠度和启闭机选择等方面比我国规范更加全面详细;而在主梁布置和面板设计等方面与我国规范相近,但都滞后于我国当前的科研成果。建议借鉴美国规范优点及我国的科研成果进一步修订完善我国规范极为必要,为我国水利水电工程设计的国际化提供规范保障及设计依据。
- 张雪才王正中孙丹霞王岳
- 关键词：钢闸门设计规范
- 基于灰色关联度的水工建筑物安全评价
- 2014年
- 针对农村小水电水工建筑物运行存在的安全隐患因素,建立了农村小水电水工建筑物安全性模糊综合评价的指标体系。利用灰色关联分析求解各指标权重,在一定程度上减少了因专家差异所造成的偏差,并建立了农村小水电水工建筑物安全性模糊综合评价模型。经浙江省某农村小水电工程实例验证了该方法的客观性与可行性。
- 李岩崔朕铭宋小波
- 关键词：农村小水电水工建筑物
- 水工钢闸门数字化设计新技术研究及应用被引量：2
- 2019年
- 在已有研究工作的基础上,以CATIA作为数字化设计平台,从钢闸门的组成分类、总体技术路线、建模方法、关键工作四大方面阐述了钢闸门数字化设计技术,为实现钢闸门数字化设计提供可靠依据;其次,结合实际工程对该技术进行了设备资源库建设、工程图表达的应用,验证了"钢闸门+BIM技术"的实践效果;最后总结了BIM技术应用于钢闸门设计的思路和前景。
- 贾仕开
- 关键词：BIM技术水工钢闸门
- 弧门主框架及启闭机系统结构布置的多工况多目标优化被引量：5
- 2017年
- 针对弧门主框架结构布置(主梁悬臂长度、主框架单位刚度比、弧门半径)及启闭机布置时,考虑工况单一、优化目标单一及以经验为主而无法实现全局最优的问题,依据现行水工闸门规范,采用多工况多目标整体优化的方法对闸门和启闭机系统结构布置进行整体优化,优化目标为:1)主横梁跨中正弯矩与支座处负弯矩的绝对值相等,并且在正常蓄水位闸门全闭工况、校核水位瞬间开启工况和闸门全部开启3种工况下的最大值达到最小;2)弧门半径达到最小,且不同工况下支臂端处负弯矩绝对值的最大值达到最小;3)液压启闭机的容量最小。根据规范确定以下约束条件:1)主横梁的悬臂长度;2)主框架单位刚度比;3)液压启闭机在弧门启闭全过程中的正常运行条件;4)弧门半径与门高比;5)液压启闭机启门力的允许范围;6)液压启闭机布置构造要求。据此建立求解弧门主框架和启闭机系统结构布置的多工况多目标整体优化模型。工程实例求得弧门主框架及启闭机系统结构布置最优时的优化变量为:无量纲主梁悬臂长度为0.160,主框架单位刚度比为8.69,弧门半径与门高比为1.3,启闭机吊点位置距闸墩侧墙无量纲距离为0.13,全闭时启闭机的拉杆与支臂的夹角为34.6°。研究结果表明:采用多工况多目标整体优化的方法对弧门和启闭机系统结构布置进行整体优化,不仅方法简洁实用,而且使弧门结构控制内力及启闭机容量均大幅减小,实现了该系统安全性与经济性统一的全局最优布置,同时弥补了中美两国现行规范及现有研究成果中不能考虑不同工况且主梁悬臂长度、主框架单位刚度比、弧门半径以及液压启闭机布置均凭经验选取的不足,又为中美规范的进一步修订完善提供了简明方法。
- 张雪才王正中孙丹霞方寒梅刘柳
- 关键词：弧形钢闸门多目标优化
- 基于Mooney-Rivlin模型的充水式橡胶坝工作性态研究被引量：9
- 2015年
- 鉴于坝高、内压比是橡胶坝最重要的参数,考虑材料非线性和几何非线性,基于Mooney-Rivlin模型,建立了不同坝高、内压比的橡胶坝有限元模型,计算其应力和位移,分析了坝高、内压比对橡胶坝工作性态的影响。结果表明,在设计工况下,坝体最大应力位于坝袋与底板锚固处,最大位移位于坝顶偏下游侧;坝高越高、内压比越大,坝体最大有效应力及最大位移也越大。可见在满足需要的情况下,应选择较小的内压比及较低的坝高。
- 李岩蔡新崔朕铭杨杰陈姣姣冯龙龙
- 关键词：橡胶坝工作性态坝高数值模拟
- 基于大三轴试验的胶凝堆石料力学特性被引量：7
- 2014年
- 为了研究胶凝堆石料的特性,进行了大三轴固结排水剪切试验,得出不同胶凝掺量的应力与应变关系、体积应变与轴向应变关系,分析比较了不同围压、不同胶凝掺量对胶凝堆石料剪胀特性的影响。试验结果表明:围压相同时,胶凝掺量增大,破坏偏应力和残余强度都增大,而轴向偏应变减小;胶凝掺量相同时,围压增大,破坏偏应力、残余强度和轴向偏应变都增大;不同围压、不同胶凝掺量的体积应变与轴向应变关系曲线均表现出不同程度的剪胀性,且胶凝掺量越大,围压越小时,胶凝堆石料剪胀现象越明显。
- 杨杰蔡新宋小波
- 关键词：大三轴试验强度特性剪胀特性
- 高地下水位弧底梯形混凝土衬砌渠道冻胀断裂破坏力学模型及应用被引量：21
- 2015年
- 【目的】在线弹性断裂力学的基础上,对高地下水位弧底梯形混凝土衬砌渠道冻胀断裂破坏力学模型进行研究,为弧底梯形衬砌渠道的设计提供依据。【方法】将高地下水位弧底梯形渠道混凝土衬砌简化为简支梁结构并建立其冻胀力学模型,在考虑材料本身缺陷的基础上结合断裂力学理论,提出了高地下水位弧底梯形渠道冻胀断裂破坏力学模型。运用断裂力学及结构力学等相关理论,考虑法向冻结力的作用,通过适当的简化计算弧底梯形渠道衬砌的相关内力,并提出适用于弧底梯形渠道衬砌的断裂力学破坏准则,利用计算实例对所建立的渠道冻胀断裂破坏力学模型进行验证。【结果】渠道衬砌板的冻胀断裂符合Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹的特点,通过建立的弧底梯形渠道混凝土冻胀断裂力学模型,可以计算出渠道阴坡、阳坡、渠底的衬砌板厚度。计算实例证明,所建立的高地下水位弧底梯形渠道冻胀断裂破坏力学模型正确可行、简单实用。【结论】弧底梯形混凝土衬砌渠道优于梯形渠道,是一种冻胀力及冻胀变形较小的结构形式。
- 石娇王正中张丰丽肖旻李爽杨晓松
- 关键词：弧底梯形渠道高地下水位混凝土衬砌冻胀破坏
- 考虑混凝土衬砌板与冻土接触非线性的渠道冻胀数值模拟被引量：60
- 2014年
- 旱寒灌区渠基土中水分在温度梯度作用下向冻结锋面迁移聚集并冻结膨胀,使其上混凝土衬砌板冻胀破坏,以往的线弹性分析方法在数值模拟中将冻土与混凝土衬砌板视为一体,无法反映两者之间的滑移。本文采用符合冻土与混凝土接触面冻结特性的非线性本构模型来合理反映两者的相对滑动及脱离,考虑混凝土的弹塑性及其与冻土的接触非线性,建立能反映混凝土板从弹性到塑性屈服失效过程的渠道冻胀破坏数值模型,并对冻胀过程进行分析。结果表明,未考虑接触非线性的切向冻结力会超过混凝土与冻土最大冻结强度,不符实际;而考虑接触非线性的数值模型更能反映衬砌渠道冻胀破坏过程,更能合理解释渠道冻胀破坏位置在渠底中间和阴阳坡靠近渠底1/3板长处,切向冻结力、法向冻胀力最大值较未考虑接触非线性的要小约50%且分布更均匀。
- 李爽王正中高兰兰刘铨鸿王文杰孙杲辰
- 关键词：渠道冻胀数值模拟
- 基于弹性薄层接触模型研究衬砌渠道双膜防冻胀布设被引量：7
- 2019年
- 渠道衬砌下双膜防渗层可解除渠基土冻结力,释放衬砌结构位移以适应不均匀冻胀,但会影响衬砌结构的刚度与稳定性。为研究最佳双膜防渗层布设形式及其适应性,考虑双膜防渗层接触本构及衬砌结构与渠基土的相互作用,依据基土水热力三场耦合理论建立了寒区衬砌渠道的冻胀模型,通过数值模拟仿真分析了不同断面及不同双膜防渗层布设形式的弧底梯形渠道衬砌的冻胀受力与变位。结果表明:宽浅断面渠道采用双膜衬砌结构时,膜间摩擦力过小造成刚度和稳定性严重降低以及衬砌拉应力增加。适当的膜间摩擦力可以解除部分冻结约束,调整局部不均匀冻胀,而且发挥弧底反拱作用不产生拉应力。采用PE膜与无纺布作为层间接触的双膜衬砌结构,冻胀位移方差减小25%,同时整体位移增加不超过0.2cm,削减冻胀应力50%以上。在不显著降低结构整体稳定性前提下,其整体刚度和结构强度提高程度最大,故同时适用于窄深渠道和宽浅渠道。研究为寒区衬砌渠道中双膜防渗层的合理布设提供科学依据。
- 王羿王正中刘铨鸿刘月
- 关键词：冻胀破坏水热力耦合
