高坝消力塘底板稳定性试验模型

本书以某高坝消力塘底板稳定性研究为背景。拦河大坝为混凝土双曲拱坝，最大坝高250m，泄水建筑物由坝身3个表孔和2个深孔组成，坝下采用消力塘型式集中消能。消力塘长度约217.30m，从上游到下游等宽布置，2227.0m高程处宽度为72.0m，按平底板铺设。模型采用重力相似准则，按照泄流激振的水弹性试验模拟设计，比尺λL=100。板块采用加重橡胶制作，模型底板尺寸为长×宽×厚=12cm×12cm×4cm。所有板块间都留有1mm左右的间隙以保证动水压力传递的相似性。每个传感器都在测量前与整个测量系统一起现场率定并在静水中调零。在试验中，为了研究底板的透水性对底板整体荷载的影响，首先在模型中测量不透水底板的动水荷载作用下的上举力，然后在底板上增加透水孔并测量其在水荷载作用下的上举力。本书采用透水孔在底板上均匀分布的结构形式作为研究对象，模型示意如图2.79所示。图中符号：D为孔径，x为板块中心和冲击点之间的距离，ht为消力塘水垫深度。以平底板为例：本文采用的板块尺寸为12cm×12cm×4cm（模型尺寸）。为了研究底板透水孔直径和孔的分布对底板上举力的影响，在底板上均匀开9孔、16孔、25孔和36孔四种形式作为研究对象。分别从直径为3mm开始，逐渐增大孔径，研究底板上举力的变化。文中研究的底板开孔率的范围约在0.5%～10%，开孔率为底板透水孔的面积与底板上表面积的比值。

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图2.79　模型示意图