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砂土地基海上风电大直径单桩基础的p-y曲线研究

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太阳能学报 2024年第7期45卷 704-711页

作者：刘畅博胡中波李阔刘欣怡田德帅史楠中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司成都610072

依托福建某海上风电项目现场试验,对大直径单桩有限元模型的有效性进行验证,进一步研究砂土地基中不同桩径大直径单桩的破坏模式、初始刚度、极限抗力随桩径与深度的变化规律,并分别考虑桩径的尺寸效应与埋深对双曲线模型进行修正。结... 详细信息

依托福建某海上风电项目现场试验,对大直径单桩有限元模型的有效性进行验证,进一步研究砂土地基中不同桩径大直径单桩的破坏模式、初始刚度、极限抗力随桩径与深度的变化规律,并分别考虑桩径的尺寸效应与埋深对双曲线模型进行修正。结果表明:不同桩径下大直径单桩的破坏模式主要为浅层土体的楔形破坏;API规范、双曲线模型计算得到的p-y(地基土水平抗力-桩水平位移)曲线与数模得到的p-y曲线误差较大,而修正双曲线模型与数模结果吻合较好,优于其他模型的计算结果。

关键词：海上风电桩基承载能力 p-y曲线砂土

考虑天然地层层间保护影响的深厚覆盖层允许水力坡降研究

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岩石力学与工程学报 2024年第4期43卷 1026-1039页

作者：邱子源张兴杰罗玉龙金伟张丹盛金昌王惠民河海大学水利水电学院江苏南京210098 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都610072

深厚覆盖层地基的层间保护作用显著影响下伏土层的抗渗强度,渗透稳定评价时应考虑这种作用,然而,目前尚无法量化这种作用对允许水力坡降的影响。针对泸定水电站坝基下游典型地基结构(自下而上依次为②–2层,③–1层,④层),开展一系列单... 详细信息

深厚覆盖层地基的层间保护作用显著影响下伏土层的抗渗强度,渗透稳定评价时应考虑这种作用,然而,目前尚无法量化这种作用对允许水力坡降的影响。针对泸定水电站坝基下游典型地基结构(自下而上依次为②–2层,③–1层,④层),开展一系列单层及三层土体渗透试验,研究表明:上覆土层对下伏被保护土层的层间保护作用存在2种机制。当两者层间系数同时满足保土性和透水性要求时,上覆土层类似于人工设计的反滤层,其与被保护土层间可形成连续水力过渡关系,从而充分发挥被保护土层自身的抗渗能力维持渗透稳定;而当层间系数仅满足保土性要求,而不满足透水性要求时,上覆土层将充分发挥自身抗渗能力保护被保护土层。基于试验成果,量化了上覆土层的层间保护作用对被保护土层允许水力坡降的贡献,并建立可考虑天然地层层间保护影响的覆盖层允许水力坡降建议取值方法。在上覆土层③–1层和④层的层间保护作用下,下伏②–2层的允许水力坡降平均提升1倍;在④层的保护下,下伏③–1层的允许水力坡降平均提升1.3倍。研究成果为泸定水电站坝基异常渗漏处理及安全评价提供了重要支撑,同时也将为其他类似工程渗流安全评价提供借鉴。

关键词：水利工程深厚覆盖层渗透稳定允许水力坡降层间保护滤层

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粗粒土渗透及渗透变形试验缩尺方法研究

岩土力学 2024年第1期45卷 164-172页

作者：张丹邱子源金伟张梓航罗玉龙中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都610072 河海大学水利水电学院江苏南京210024

目前还未建立适用于粗粒土渗透及渗透变形试验的缩尺方法,遵循缩尺前后粒径小于d30(颗粒级配中质量百分含量30%所对应的颗粒粒径)以及粒径小于5 mm的颗粒含量及组成不变的原则,基于等量替代法,提出了一种粗粒土渗透及渗透变形试验缩尺方... 详细信息

目前还未建立适用于粗粒土渗透及渗透变形试验的缩尺方法,遵循缩尺前后粒径小于d30(颗粒级配中质量百分含量30%所对应的颗粒粒径)以及粒径小于5 mm的颗粒含量及组成不变的原则,基于等量替代法,提出了一种粗粒土渗透及渗透变形试验缩尺方法:如果原级配中5 mm以下的颗粒含量大于等于30%,则根据试样允许最大粒径以下的大于5 mm的各粒组含量,按比例等质量替换超粒径颗粒;如果原级配中5 mm以下的颗粒含量小于30%,则根据试样允许最大粒径以下的大于d30的各粒组含量,按比例等质量替换超粒径颗粒。利用多组粗粒土渗透及渗透变形试验,论证了缩尺方法的可靠性。研究表明:提出的缩尺方法合理可行。缩尺后,土体渗透破坏型式未发生变化,渗透系数与原级配比较接近,渗透变形临界坡降和破坏坡降与原级配基本一致,缩尺级配的渗透及渗透稳定特性能够较好地反映原级配的渗透及渗透稳定特性。

关键词：粗粒土渗透及渗透变形试验缩尺方法等量替代法

反滤压重及埋深对深厚覆盖层允许坡降影响研究

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岩土力学 2024年第3期45卷 769-776页

作者：张会豪邱子源金伟张丹罗玉龙河海大学水利水电学院江苏南京210024 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都610072

反滤压重及埋深均会影响土体允许坡降,但目前尚无法量化这些影响。量化反滤压重及埋深的影响是合理确定允许坡降,科学评价坝基渗流安全的关键。采用轴向应力模拟反滤压重及埋深的作用,针对泸定水电站下游坝基(3)-1层,开展了(3)-1层级配... 详细信息

反滤压重及埋深均会影响土体允许坡降,但目前尚无法量化这些影响。量化反滤压重及埋深的影响是合理确定允许坡降,科学评价坝基渗流安全的关键。采用轴向应力模拟反滤压重及埋深的作用,针对泸定水电站下游坝基(3)-1层,开展了(3)-1层级配包络线在不同轴向应力条件下的渗透试验,量化了反滤压重及埋深对(3)-1层临界坡降的影响。结果表明:随着轴向应力的增大,(3)-1层上包线和平均线土体的临界坡降呈线性增加趋势,而下包线土体的临界坡降受轴向应力影响很小。基于试验结果,量化了反滤压重和埋深对(3)-1层允许坡降的贡献,建立了随轴向应力变化的(3)-1层土体允许坡降公式,提出了可考虑反滤压重措施及土体埋深影响的允许坡降建议取值方法,该方法可供后续类似工程借鉴采用。

关键词：深厚覆盖层允许坡降反滤压重埋深应力状态

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网络型地下隧洞群控排烟策略优化仿真研究

煤炭学报 2024年

作者：安瑞楠林鹏夏勇王鑫张伟锋张超张帅中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司火箭军研究院清华大学水利水电工程系

针对网络型地下隧洞群结构烟气控制难题，建立了“四穿六”网络型隧洞群全尺寸模型，对竖井自然散烟、机械通风排烟、挡烟垂壁防烟三种典型策略下的烟气蔓延及温度分布特性开展仿真研究。结果表明：1）竖井自然散烟策略下，烟气蔓延路... 详细信息

针对网络型地下隧洞群结构烟气控制难题，建立了“四穿六”网络型隧洞群全尺寸模型，对竖井自然散烟、机械通风排烟、挡烟垂壁防烟三种典型策略下的烟气蔓延及温度分布特性开展仿真研究。结果表明：1）竖井自然散烟策略下，烟气蔓延路径与构筑物断面尺寸直接相关，主要沿水工隧洞传播；非竖井区烟气与空气分层明显，高温烟气沿顶部稳定传播，中下部低温新鲜空气传输至火源位置补给，竖井区域烟气与空气分层破坏，烟气卷吸程度加大，温度降低；在竖井下游区域具有一定的排烟能力，但范围有限，隧洞群整体控烟能力弱。2）机械通风排烟策略下，火源上游区域烟气层高度升高，烟气抑制区沿水工隧洞蔓延能力减弱，大部分烟气向火源下风向蔓延，竖井内部温度升高，竖井下游出现烟气“低温区”；机械通风排烟与竖井散烟路径一致，竖井自然散烟能力增强，安全救援能力得到一定提升，但整体控烟能力较弱。3）挡烟垂壁防烟策略下，烟气蔓延减缓，在单隧洞蔓延阶段，改变了烟气主要沿水工隧洞传播的特性，该阶段烟气整体可控性强；在烟气网络未贯通阶段，存在较强的烟气逆转现象，竖井及挡烟垂壁的耦合控烟作用，明显削弱火源下游烟气抑制区域的蔓延强度，竖井散烟和机械通风排烟能力增强，整体可控性较高；在烟气网络已贯通阶段，烟气大范围蔓延，挡烟垂壁防烟效果不明显，但提升机械通风速度可直接削弱烟气经由施工支洞向上游水工隧洞蔓延的能力，烟气整体可控性一般。在安全救援路径设计上，火源下游烟气促进区域为竖井散烟和通风排烟的主要路径，考虑人烟路径分离，设计施工支洞主通道和旁侧通道分别为安全救援和烟气蔓延通路，水工隧洞中可经由横通道向远离火源通道逃生。本研究成果对同类工程防排烟策略及安全救援设计具有参考意义。

关键词：网络型隧洞群控排烟策略竖井自然散烟机械通风排烟挡烟垂壁防烟

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面向岸堤坍塌全过程的应急防护措施与装置

人民长江 2024年第4期55卷 200-206页

作者：涂建伟蒋德成崔家仲何孟芸贾刚中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都610072

岸堤坍塌的应急防护,特别是岸堤决口的应急封堵,是关系到民众生命财产安全的重大问题,而目前针对岸堤坍塌及决口封堵的系统性研究较为缺乏,岸堤坍塌防护装置较少,决口封堵方法较为单一。通过对不同程度岸堤坍塌应急防护关键技术的研究,... 详细信息

岸堤坍塌的应急防护,特别是岸堤决口的应急封堵,是关系到民众生命财产安全的重大问题,而目前针对岸堤坍塌及决口封堵的系统性研究较为缺乏,岸堤坍塌防护装置较少,决口封堵方法较为单一。通过对不同程度岸堤坍塌应急防护关键技术的研究,提出了一种面向岸堤坍塌全过程的“护-防-堵”应急防护体系。针对不同程度的岸堤坍塌研发了对应的防护措施及装置:对于局部坍塌,使用岸堤土工布防护系统和岸堤防冲浮动坝结构;对于严重坍塌,使用自重挡水单元及岸堤潜在决口的自重挡水系统;对于溃堤决口,采用岸堤决口封闭单元及封闭系统。研究成果可为类似工程处置提供参考。

关键词：岸堤坍塌全过程应急防护决口封堵

考虑水力连通的羌塘内流区洼地单元提取与分类

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水科学进展 2024年第2期35卷 289-297页

作者：刘金涛倪飞宇马顺刚康有吴鹏飞冯美艳河海大学水灾害防御全国重点实验室江苏南京210098 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都610072

羌塘内流区是青藏高原面积最大的内流区,气候变化正在加剧其湖泊水系结构与水量的演变,开展内流区流域调查并科学估算其水资源的变化具有重要意义。本文提出一种新型内流区流域划分方法,该方法通过引入高程-面积联合阈值,以解决由气候... 详细信息

羌塘内流区是青藏高原面积最大的内流区,气候变化正在加剧其湖泊水系结构与水量的演变,开展内流区流域调查并科学估算其水资源的变化具有重要意义。本文提出一种新型内流区流域划分方法,该方法通过引入高程-面积联合阈值,以解决由气候变化与数字高程模型分辨率等因素引起的洼地单元提取难题。基于已监测的羌塘内流区流域重组与湖泊水位的变动幅度,确定了高程-面积联合阈值分别为10 m和50 km^(2),并对洼地单元进行划分,共识别出163个具有合理集水面积、永久性分水岭的封闭内流区洼地单元。引入多个相关数据集及已有算法评估本方法,结果表明:该方法适用于大尺度内流区洼地单元提取,提取精度优于现有算法及数据产品;依据洼地单元间水力连通特征,将全区163个洼地单元划分为5种主要类型,其中以“上下游互通型”(Ⅱ型)、“高山型”(Ⅳ型)洼地单元为主,“凹陷型”(Ⅴ型)洼地单元则多与其他类型复合存在,受气候条件的影响更加显著。

关键词：洼地单元流域重组高程-面积联合阈值气候变化羌塘内流区青藏高原

藏东南卡瓦白庆抽蓄电站高位冰川槽谷堆积物稳定性及工程影响分析

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工程地质学报 2024年第3期32卷 1112-1128页

作者：张世殊冉从彦曲海珠吴章雷郑达潘振辉中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司成都610072 成都理工大学成都610059

卡瓦白庆抽水蓄能电站是藏东南(玉察)水风光一体化基地中重点实施的抽蓄电站,其下水库右侧岸坡高位发育有3条大型冰川沟槽,沟内堆积着巨量第四纪堆积物,若该槽谷内堆积物发生整体或大范围失稳冲入库内将严重影响工程建设及运行安全。如... 详细信息

卡瓦白庆抽水蓄能电站是藏东南(玉察)水风光一体化基地中重点实施的抽蓄电站,其下水库右侧岸坡高位发育有3条大型冰川沟槽,沟内堆积着巨量第四纪堆积物,若该槽谷内堆积物发生整体或大范围失稳冲入库内将严重影响工程建设及运行安全。如何科学认识槽谷堆积物的稳定性,合理评价其工程影响直接关系到工程库址方案选择。目前关于冰川槽谷堆积体的工程勘察评价无相关技术标准可循,国内外也几乎没有可参考的类似工程进行经验类比分析。本研究基于槽谷堆积物沉积历史和表观特征、典型植被发育情况、历史卫星影像对比、InSAR技术变形识别进行综合分析,宏观判别堆积物是整体稳定的;同时利用离散-连续耦合及极限平衡方法对2#槽谷堆积物进行了数值模拟及计算分析,结果表明:在天然、降雨及地震工况下,堆积体整体处于稳定状态。堆积物在重力条件下的变形有限,主要集中于槽谷内地形陡缓交界部位,但不会发生整体或大范围的破坏,只会在前缘陡缓交界区域出现局部变形调整。本研究为高海拔地区冰川槽谷背景下的工程建设、灾害监测等方面的工作提供了参考。

关键词：高海拔冰川槽谷堆积物边坡稳定性分析 InSAR 数值模拟

基于3DE平台的抽水蓄能电站枢纽三维快速协同设计方法研究

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水电能源科学 2024年第4期42卷 85-88页

作者：王刚李静赵翊彤薛思思黄克戬中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都610072

在抽水蓄能电站建设爆发式增长背景下,迫切需要在提高产品设计质量的同时提高设计效率。因此,基于3DEXPERIENCE平台,探究一套可行的抽水蓄能电站枢纽三维快速协同设计方法,并结合某抽水蓄能电站进行了实际应用。首先总结专业基础知识,... 详细信息

在抽水蓄能电站建设爆发式增长背景下,迫切需要在提高产品设计质量的同时提高设计效率。因此,基于3DEXPERIENCE平台,探究一套可行的抽水蓄能电站枢纽三维快速协同设计方法,并结合某抽水蓄能电站进行了实际应用。首先总结专业基础知识,构建抽水蓄能电站水工结构标准构件库;其次采用自顶向下的骨架模型驱动方式,各专业间协同设计,快速形成不同的设计方案,为方案对比分析提供依据。基于该方法,某抽水蓄能电站的优化设计方案最大坝高降低10余米,整体工程投资降低1.4亿元,表明所探索的从原始地形处理到方案快速设计,最终完成方案对比分析的抽蓄电站枢纽三维快速协同设计方法,可为抽水蓄能电站的建设提供设计参考。

关键词：抽水蓄能电站三维设计快速协同设计 3DEXPERIENCE平台