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倒虹吸进水口过渡段内流速横向分布试验研究

人民黄河 2022年第5期44卷 132-135页

作者：齐锐王志国田鹏伟段海浪耿庆彬河北工程大学水利水电学院河北邯郸056038 河北工程大学河北省智慧水利重点实验室河北邯郸056038 南水北调中线干线工程建设管理局河北分局邯郸管理处河北邯郸056006

倒虹吸是常见的输水建筑物,因倒虹吸进水口前端来水流量不同而出现过渡段内水面横向波动现象,从而加剧水流紊动强度,不利于倒虹吸管道运行。选取南水北调中线工程西小屯沟排水倒虹吸作为参照,构建水工模型进行试验研究,通过对照不同来... 详细信息

倒虹吸是常见的输水建筑物,因倒虹吸进水口前端来水流量不同而出现过渡段内水面横向波动现象,从而加剧水流紊动强度,不利于倒虹吸管道运行。选取南水北调中线工程西小屯沟排水倒虹吸作为参照,构建水工模型进行试验研究,通过对照不同来水流量下过渡段内的水面横向变化、水面沿程变化以及垂向流速的横向变化,分析不同来水流量下过渡段内的水流特征,剖析水面波动和水流紊动强度加剧的深层原因。结果表明:倒虹吸进水口前端存在明显水跃现象,导致过渡段内水流沿断面横向呈非对称分布;受过渡段内水深的影响,过渡段内水流紊动强度随来水流量的增大而减弱。

关键词：倒虹吸流速水工模型紊动强度非对称分布

基于AHP-云模型的大型输水倒虹吸安全综合评价

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水利水电科技进展 2022年第2期42卷 79-84页

作者：王媛刘佳豪郝泽嘉任杰魏志坚王佟童河海大学水利水电学院江苏南京210098 河海大学力学与材料学院江苏南京211100 南水北调中线干线工程管理局北京100038

针对现阶段倒虹吸安全评价不够全面、未能综合反映工程的随机性和复杂性,且基于解析公式的评价指标隶属函数偏向于保守的问题,运用AHP法构建包括多维度因素的层次分析体系,利用云模型理论构造评价指标隶属函数,提出了一种基于AHP-云模... 详细信息

针对现阶段倒虹吸安全评价不够全面、未能综合反映工程的随机性和复杂性,且基于解析公式的评价指标隶属函数偏向于保守的问题,运用AHP法构建包括多维度因素的层次分析体系,利用云模型理论构造评价指标隶属函数,提出了一种基于AHP-云模型、依据现场监测与检测信息融合的综合评价方法,并将其应用于南水北调中线工程黄水河支河倒虹吸安全评价。结果表明:基于AHP-云模型的倒虹吸安全评价方法合理可行,其评价结果能反映该倒虹吸运行期间的综合安全状态,可为倒虹吸安全管理提供参考。

关键词：倒虹吸安全评价层次分析法云模型信息融合

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复杂地质条件下浅表箱型倒虹吸动力响应分析

中国农村水利水电 2023年第8期 198-204页

作者：鞠鲁忆沈振中徐力群张国琛河海大学水利水电学院江苏南京210024 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210024

倒虹吸结构作为调水工程中重要的地下水工建筑物极易受地震作用及地质条件影响,且埋深较浅的倒虹吸结构更易因土层震动影响结构稳定性。将选取某工程倒虹吸结构为研究对象,利用Newmark时程分析法进行三维有限元动力响应分析,研究中软土... 详细信息

倒虹吸结构作为调水工程中重要的地下水工建筑物极易受地震作用及地质条件影响,且埋深较浅的倒虹吸结构更易因土层震动影响结构稳定性。将选取某工程倒虹吸结构为研究对象,利用Newmark时程分析法进行三维有限元动力响应分析,研究中软土地质类型下该倒虹吸的地震响应规律。研究结果表明:加速度响应峰值相比输入最大加速度值放大约1.4倍,但沿倒虹吸截面高度变化不大;水平段各特征点的x向位移均大于进口渐变段,在两管段的接口连接处易发生错动破坏,最大沉降为13.6 mm,在安全范围内;Ⅶ度地震下,最大第三主应力为3.23 MPa,小于C20混凝土的抗压强度标准值,倒虹吸结构的最大第一主应力为1.48 MPa,已与抗拉强度值相当,易产生损伤。Ⅶ度地震下的倒虹吸整体结构处于安全状态。

关键词：倒虹吸有限元模型工程地质数值模拟动力响应分析

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倒虹吸充水过程水气两相流数值模拟研究

人民长江 2021年第S02期52卷 220-227页

作者：苏海涛史德亮杨青远严伟程子兵内蒙古自治区水利水电勘测设计院内蒙古呼和浩特010020 长江科学院水力学研究所湖北武汉430010

倒虹吸管的进口段、出口段以及部分依地形而建的陡坡段坡度通常较陡,在工程运行初期管内充水时会遇到高速水气两相流问题,给工程的安全运行带来隐患。通过三维水气两相流模型分析了引绰济辽引水工程的归流河倒虹吸充水过程的5个阶段:自... 详细信息

倒虹吸管的进口段、出口段以及部分依地形而建的陡坡段坡度通常较陡,在工程运行初期管内充水时会遇到高速水气两相流问题,给工程的安全运行带来隐患。通过三维水气两相流模型分析了引绰济辽引水工程的归流河倒虹吸充水过程的5个阶段:自由充水阶段、壅高阶段、封顶减速阶段、充满加速阶段和平稳阶段。结果表明:自由充水阶段虹吸管内空气流动畅通,水流为自由明流,在虹吸管进口段水流流速较高;壅高阶段水流仍为明流,但流速总体上在减小;封顶减速阶段水流由明流向有压流过渡,是充水过程中流速最小阶段,同时亦是管内气团排出阶段,通气设施的布置对管内流态影响较大;充满加速阶段虹吸管内已过渡至有压流,由于上下游水位差不断增大,水流开始加速,逐渐过渡至正常运行状态(平稳阶段)。研究成果可为类似倒虹吸工程的设计和运行管理提供参考和借鉴。

关键词：倒虹吸充水过程高流速通气设施引绰济辽引水工程

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倒虹吸管水平段结构数值模拟研究

水利科技与经济 2024年第6期30卷 53-58页

作者：吴显峰张帅康尚志市黑龙宫水库灌区服务中心黑龙江尚志150600 黑龙江大学水利电力学院哈尔滨150080

倒虹吸作为工程量小、施工方便的交叉输水建筑物,在我国输水工程中有着广泛应用。常见倒虹吸的管道尺寸较小,关于大孔径倒虹吸的结构研究较少。以某大孔径倒虹吸为例,对水平段的静力特性进行有限元数值模拟研究,通过对比不同工况下的不... 详细信息

倒虹吸作为工程量小、施工方便的交叉输水建筑物,在我国输水工程中有着广泛应用。常见倒虹吸的管道尺寸较小,关于大孔径倒虹吸的结构研究较少。以某大孔径倒虹吸为例,对水平段的静力特性进行有限元数值模拟研究,通过对比不同工况下的不同荷载组合结果,分析倒虹吸结构的应力应变,得到倒虹吸结构应力和变形的分布规律,并验证大尺度下倒虹吸结构强度是否满足规范要求。

关键词：倒虹吸结构特性数值模拟水平段应力应变分析

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倒虹吸非线性有限元分析

云南水力发电 2024年第5期40卷 67-69,89页

作者：牛津甘肃省水务投资有限责任公司甘肃兰州730000

结合南水北调中线工程河南段某大型倒虹吸结构,运用有限元软件ANSYS,采用整体式配筋模型,对结构管身几种不同特殊工况进行非线性有限元受力情况进行分析。分析结果表明:当压实回填后结构内无水和停水检修时对结构最不利,最不利位置发生... 详细信息

结合南水北调中线工程河南段某大型倒虹吸结构,运用有限元软件ANSYS,采用整体式配筋模型,对结构管身几种不同特殊工况进行非线性有限元受力情况进行分析。分析结果表明:当压实回填后结构内无水和停水检修时对结构最不利,最不利位置发生在结构跨中内侧,在设计和施工中应采取有效措施。

关键词：倒虹吸非线性有限元南水北调

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河谷差异地震作用下拱式倒虹吸地震响应分析

长江科学院院报 2022年第12期39卷 117-121,140页

作者：蒋乐英廖意辉王志明吴勇信李梅云南省滇中引水工程有限公司昆明650000 河海大学土木与交通学院南京210024

近年来调水工程数量逐渐增加,大跨输水结构抗震性能问题愈发突出。以滇中引水工程中龙川江倒虹吸为研究对象,建立三维有限元模型,将水平偏振横波(SH波)水平入射、斜入射以及垂直入射V形河谷场地计算结果作为地震动输入,分析地形效应引... 详细信息

近年来调水工程数量逐渐增加,大跨输水结构抗震性能问题愈发突出。以滇中引水工程中龙川江倒虹吸为研究对象,建立三维有限元模型,将水平偏振横波(SH波)水平入射、斜入射以及垂直入射V形河谷场地计算结果作为地震动输入,分析地形效应引起的差异地震动对该大跨输水倒虹吸地震响应的影响,并与一致激励下结果进行对比。结果表明:考虑地形效应的差异地震动对结构重要构件受力和变形影响显著,结构不同构件表现不同,钢管、墩柱等构件横向受力和变形趋势呈现为:水平入射>斜入射>一致激励>垂直入射,而差异地震动作用引起拱圈横向内力减小;结构刚度变化位置对差异地震动作用更加敏感,大跨度输水倒虹吸结构抗震设计有必要考虑地形效应及地震动入射角度的影响。

关键词：倒虹吸地震响应上承式箱形拱桥相对运动法 SH波地形效应

大落差倒虹吸管底部设置分水口的消能方案研究

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中国农村水利水电 2022年第11期 113-117页

作者：魏周会雷克刚王军进金国飞甘肃省水务投资有限责任公司甘肃兰州730000 中国市政工程西北设计研究院有限公司甘肃兰州730000

以西北某供水工程为例,对在大落差倒虹吸管底部设置分水口的消能方案进行了设计和研究。通过比较活塞式调节阀和套筒式调节阀的特点,选择本分水口的消能阀型式采用活塞式调节阀;在此基础上,通过对装置汽蚀系数和活塞阀汽蚀系数的分析,... 详细信息

以西北某供水工程为例,对在大落差倒虹吸管底部设置分水口的消能方案进行了设计和研究。通过比较活塞式调节阀和套筒式调节阀的特点,选择本分水口的消能阀型式采用活塞式调节阀;在此基础上,通过对装置汽蚀系数和活塞阀汽蚀系数的分析,确定采用两级消能设计方案,选定了合理的消能阀出口型式及活塞阀串联运行时关闭阀的操作和控制方式。该消能方案已成功应用于工程实际,可为类似工程提供参考。

关键词：大落差倒虹吸消能调流调压阀气蚀

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倒虹吸水力特性研究进展

绿色科技 2023年第14期25卷 235-240页

作者：张帅康韩雷王正君吕春玮黑龙江大学水利电力学院黑龙江哈尔滨150080 黑龙江省水利科学研究院黑龙江哈尔滨150080

倒虹吸是一种工程量小、施工方便、造价成本低的交叉输水建筑物,在我国输水工程中有广泛的应用。通过查阅国内外倒虹吸水力特性研究资料,介绍了倒虹吸的基本构造和布置形式,同时分析了倒虹吸水力特性的研究意义,并根据倒虹吸水力特性的... 详细信息

倒虹吸是一种工程量小、施工方便、造价成本低的交叉输水建筑物,在我国输水工程中有广泛的应用。通过查阅国内外倒虹吸水力特性研究资料,介绍了倒虹吸的基本构造和布置形式,同时分析了倒虹吸水力特性的研究意义,并根据倒虹吸水力特性的不同研究方法对国内外学者的研究成果展开了分析。大量研究表明:倒虹吸的基本水流流态和水头损失的计算方法在大型倒虹吸研究中存在部分局限性,复杂条件下倒虹吸的水力特性仍需要深入研究;现有研究中大流量倒虹吸水力特性成果十分有限,未来该方面的研究将会是重点;目前多研究方法互相验证是研究倒虹吸复杂条件下水力特性的主要手段之一;已建成倒虹吸的维护与修缮技术也需要关注。在满足工程实况需求与学科发展需要的前提下,可以认为未来倒虹吸的研究将主要集中于复杂条件下大流量倒虹吸研究和倒虹吸与计算机多学科交叉研究,以期为后续倒虹吸水力特性的研究提供一定的借鉴。

关键词：倒虹吸水力特性输水工程数值模拟