采用RNG型k - ε三维紊流数学模型和自由水面“刚盖”的假定,对溪洛渡高拱坝七表孔泄洪工况下,反拱水垫塘与平底水垫塘的流场进行了数值模拟。首先把反拱水垫塘溢流中心线、两岸边附近的流速以及拱底板压强的计算值与相应的模型实测值进行了验证。在此基础上,对两种水垫塘的流态特征、近壁流速沿程扩散特征、底板压强分布等特征进行了详细比较。研究表明,两种水垫塘体型各有利弊。在水舌入水区,反拱水垫塘的流态和底 板压强分布更趋合理,而平底水垫塘隅角有高压区,易产生破坏。在冲击区上下游,反拱水垫塘的流态、消能效果和底板压强分布的合理性逊于平底水垫塘。研究成果可为水垫塘型式的选择和设计提供参考。
溪洛渡高拱坝反拱水垫塘与平底水垫塘流场的三维数值模拟比较-图一
溪洛渡高拱坝反拱水垫塘与平底水垫塘流场的三维数值模拟比较-图二
溪洛渡高拱坝反拱水垫塘与平底水垫塘流场的三维数值模拟比较-图三
溪洛渡高拱坝反拱水垫塘与平底水垫塘流场的三维数值模拟比较-图四
溪洛渡高拱坝反拱水垫塘与平底水垫塘流场的三维数值模拟比较-图五
注： 1、图中尺寸以厘米计，比例尺：1：250。 2、本段右边坡为高边坡，表层为厚约0.4m粉质粘土，下伏中风化灰岩和泥灰岩，岩层产状110°∠32°，顺层状发育。经分析计算，边坡欠稳定。 3、边坡经过建模分析计算，加固采用锚固措施，于第二、三级边坡采用预应力锚索框架加固。取典型横断面进行边坡稳定性分析计算，中风化灰岩指标C=50kPa；Φ=18°,计算得边坡沿直线滑动面(BISHOP法）滑动稳定安全系数Fs=1.002，小于规范要求值1.2，边坡滑动稳定安全储备不足，设计于边坡第二、三级(1:1)预应力锚索框架加固，锚固力设计值750kN。加固后该危险滑面滑动稳定安全系数满足规范要求(加固后Fs=1.214)。 4、边坡施工本着自上而下原则，开挖一级防护（加固）一级，严禁全面开挖完成后再进行锚固施工。 5、锚固施工前应进行预应力锚杆（索）锚固试验，取得实际岩土层锚固技术指标后指导大面积施工，具体内容及要求应符合《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB 50086）的规定。 6、锚固施工完成后应进行锚杆（索）验收试验，验收数量按工作锚杆（索）5%控制，且从施工期始，对锚固区域应该进行永久监测。 …… 共计7张
