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拱坝、导墙及闸墩水弹性模型材料的研制探究

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:即模型材料是一种低弹模、高密度的材料,这种材料市场上是没有的,必须专门研制。在小湾拱坝、构皮滩拱坝、溪洛渡拱坝、三峡导墙、向家坝导墙以及嘉陵江新政枢纽工程水闸闸墩等多个水弹性模型实验中得到应用,取得良好效果。中国水利水电科学研究院工程抗震研究中心的小湾、溪洛渡、大岗山、南水北调渡槽等的抗震模型实验都选用本项目组研制的水弹性模型材料。

拱坝、导墙及闸墩水弹性模型材料的研制探究

模型材料的研制和模型制作是水弹性模型实验中的一个关键工作,它直接影响到实验成果的精度和可信度。水力学条件和结构动力条件应同时满足,材料弹性模量和密度(容重)相似应满足λEL,λγs=1。即模型材料是一种低弹模、高密度的材料,这种材料市场上是没有的,必须专门研制。

20世纪80年代前后,国际上普遍采用变态水弹性模型,通过加厚模型材料的横断面,达到模型整体刚度近似相似;通过在模型上增加附加质量达到质量分布近似相似。质量或刚度变态模拟技术有相当的局限性:不能全面模拟结构体系的动力特性和流固耦合动力效应,且随着水流流速的增大,这种变态水弹性模拟的误差迅速增大。为了使模型达到完全水弹性相似,提高试验成果精度,天津大学率先成功地研制出水弹性相似材料。选用重晶石粉作加重材料,通过严格控制和改变硫化时间等工艺过程,可生产出满足不同比尺(1∶15~1∶300)模拟需要的水弹性模型材料,并可工业化生产,具有稳定的性能,加工性能好。在小湾拱坝、构皮滩拱坝、溪洛渡拱坝、三峡导墙、向家坝导墙以及嘉陵江新政枢纽工程水闸闸墩等多个水弹性模型实验中得到应用,取得良好效果。中国水利水电科学研究院工程抗震研究中心的小湾、溪洛渡、大岗山、南水北调渡槽等的抗震模型实验都选用本项目组研制的水弹性模型材料。模型在制作中应严格工艺要求,确保层面接触良好,黏接牢固紧密,保证了水弹性模型的整体性和均一性。(www.xing528.com)

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