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高重力坝表孔堰面曲线优化数值模拟研究
1
作者 缑文娟 王天源 +1 位作者 刘东明 宋嘉婕 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第1期138-145,162,共9页
高重力坝溢流表孔的堰面曲线是影响下泄水流水力特性及泄流结构稳定性的重要因素之一。某溢流表孔原体型泄洪时,由于堰面曲线偏陡,导致堰面存在局部负压。为避免空化空蚀发生,建立了高重力坝溢流表孔的三维数值模型,采用RNG k-ε模型模... 高重力坝溢流表孔的堰面曲线是影响下泄水流水力特性及泄流结构稳定性的重要因素之一。某溢流表孔原体型泄洪时,由于堰面曲线偏陡,导致堰面存在局部负压。为避免空化空蚀发生,建立了高重力坝溢流表孔的三维数值模型,采用RNG k-ε模型模拟紊流,通过VOF方法追踪自由液面。对高重力坝表孔泄洪进行了数值模拟,并与水工模型试验数据进行对比,验证了数值模拟结果的准确性。进一步拟定了3种WES曲线方程的优化方案,研究不同优化方案对表孔堰面负压的影响。研究结果表明:随着堰面曲线变缓,堰面的负压区长度和负压值均减小,方案1的负压最小,虽泄流能力稍有降低,但均满足设计要求;而且,随着堰面变缓,曲线段流线更加平缓,相同断面处流速减小,临底流速梯度也随之减小,在相同水深处,掺气浓度增大。因此,选取方案1为最终优化体型。 展开更多
关键词 高重力坝 堰面曲线 水力特性 体型优化 数值模拟
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强震作用下水电站溢洪洞控制段结构震损模式分析
2
作者 张汉云 章寰宇 +3 位作者 毕仲辉 宋琰 李潇寒 王皓臣 《水电能源科学》 北大核心 2025年第2期155-158,176,共5页
溢洪洞进水口控制段作为水利水电工程泄洪系统的首部结构,在强震发生后,为避免次生灾害的发生,应保证枢纽泄水通畅、及时降低库水位的使用功能。因此,有必要对溢洪洞控制段在最大可信地震作用下的损伤状态进行专门研究。采用黏弹性人工... 溢洪洞进水口控制段作为水利水电工程泄洪系统的首部结构,在强震发生后,为避免次生灾害的发生,应保证枢纽泄水通畅、及时降低库水位的使用功能。因此,有必要对溢洪洞控制段在最大可信地震作用下的损伤状态进行专门研究。采用黏弹性人工边界及其地震动输入考虑无限地基辐射阻尼效应,采用双标量本构模型模拟混凝土的损伤开裂,建立溢洪洞控制段结构-地基相互作用的整体三维有限元模型,基于非线性动力时程分析,研究揭示最大可信地震作用下溢洪洞控制段结构的损伤分布和模式。结果表明,强震作用下结构拉损伤分布面积大于压损伤面积;^(#)1、^(#)3溢洪洞控制段受地震损伤较^(#)2控制段严重,震损出现在闸墩与基岩交界处、弧形闸门支撑梁与闸墙交界处、进口溢流面与闸墙的交界处、门机大梁两端。 展开更多
关键词 溢洪洞 黏弹性人工边界 塑性损伤模型 损伤模式
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基于CnGIM技术的某水库三维地质建模及分析
3
作者 张超 张明晶 马晓辉 《水利技术监督》 2025年第2期53-56,共4页
水库渗漏解决与否是水库能否修建及正常运行需要重点考虑的工程地质问题。文章根据某水库工程遇到的工程地质问题,利用CnGIM技术建立适合该水库的三维地质模型。系统地阐述了三维地质建模的总体流程及应当遵循的建模原则,并详细地介绍... 水库渗漏解决与否是水库能否修建及正常运行需要重点考虑的工程地质问题。文章根据某水库工程遇到的工程地质问题,利用CnGIM技术建立适合该水库的三维地质模型。系统地阐述了三维地质建模的总体流程及应当遵循的建模原则,并详细地介绍水库涉及到的各个地质体的建模过程,从而能够模拟需要分析地质体的实际地表和地下的空间起伏形态,精确得出需要分析地层的体积。在此基础上对该水库库区及坝基渗漏原因进行了三维可视化分析。研究结果为更好地促进水利地质行业向数字化发展提供参考与借鉴。 展开更多
关键词 三维地质建模 水库渗漏 CnGIM技术 可视化分析
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非均匀台阶高度对阶梯溢洪道的能量耗散影响研究
4
作者 魏强 《水利技术监督》 2025年第3期96-100,共5页
文章旨在探讨非均匀台阶高度对阶梯溢洪道能量耗散的影响。通过在中等坡度的阶梯溜槽上进行实验,测试了5种台阶构型在不同流量条件下的表现。实验测量了空气-水流动特性,并对流型、能量耗散率和流动阻力进行了比较。结果表明,台阶构型... 文章旨在探讨非均匀台阶高度对阶梯溢洪道能量耗散的影响。通过在中等坡度的阶梯溜槽上进行实验,测试了5种台阶构型在不同流量条件下的表现。实验测量了空气-水流动特性,并对流型、能量耗散率和流动阻力进行了比较。结果表明,台阶构型在能量耗散率方面差异微小,均匀和非均匀台阶高度的能量耗散率大致相同。然而,在较小流量下,非均匀台阶结构可能导致流动不稳定性。研究为非均匀台阶高度的阶梯溢洪道设计提供了实用信息。 展开更多
关键词 阶梯式溢洪道 台阶高度不均匀 能量耗散 空气夹带 物理测量
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某水库泄洪渠交通桥基础处理实例分析
5
作者 常立峰 《黑龙江水利科技》 2025年第2期87-91,共5页
水库交通桥建设中完成好桥体地基结构布置是整个工程建设中的前置环节,在施工过程中,偶有废桩现象发生,当采取补桩处理时,要充分考虑结合原桩布置、减小外荷载等方面,文章结合交通桥实例和地质状况,分析了不同地质情况采用的桩基础处理... 水库交通桥建设中完成好桥体地基结构布置是整个工程建设中的前置环节,在施工过程中,偶有废桩现象发生,当采取补桩处理时,要充分考虑结合原桩布置、减小外荷载等方面,文章结合交通桥实例和地质状况,分析了不同地质情况采用的桩基础处理方案。 展开更多
关键词 交通桥 岩溶地质 钻孔灌注桩 补桩
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广东南水水库新建泄洪洞型式设计研究
6
作者 郭鹏 《中国水运》 2025年第1期101-103,共3页
近年来,随着气候变化和极端天气事件的频发,洪水灾害的威胁日益严重,水库泄洪洞可以排泄出多余水量从而保证下游安全和水库自身安全。以广东南水水库为例,针对其泄流不足、汛期存在较大泄洪压力等问题,进行新建泄洪洞型式上的对比分析,... 近年来,随着气候变化和极端天气事件的频发,洪水灾害的威胁日益严重,水库泄洪洞可以排泄出多余水量从而保证下游安全和水库自身安全。以广东南水水库为例,针对其泄流不足、汛期存在较大泄洪压力等问题,进行新建泄洪洞型式上的对比分析,可为类似工程提供借鉴。 展开更多
关键词 洪水 泄洪洞 新建 型式 对比分析
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不同体型宽尾墩与跌坎消力池联合消能脉动压强实验研究
7
作者 田中耀 杨思远 +1 位作者 金靖林 刁明军 《四川水力发电》 2025年第1期118-124,共7页
不同体型宽尾墩与跌坎消力池联合消能目前研究较少,此类消能方式使消力池前段水流流态更加复杂,发生破坏的可能性较大,研究其脉动压强特性对宽尾墩体型设计具有参考作用。基于模型试验研究“X”型宽尾墩和“Y”型宽尾墩两种体型,6种来... 不同体型宽尾墩与跌坎消力池联合消能目前研究较少,此类消能方式使消力池前段水流流态更加复杂,发生破坏的可能性较大,研究其脉动压强特性对宽尾墩体型设计具有参考作用。基于模型试验研究“X”型宽尾墩和“Y”型宽尾墩两种体型,6种来流情况下跌坎消力池及溢流堰反弧段的脉动压强特性。实验结果表明,在消力池前段“X”型宽尾墩时均压强总体小于“Y”型宽尾墩,在中后段逐渐趋于一致;脉动压强概率密度基本符合正态分布,存在正偏和负偏现象;消力池底板的脉动主要由10 Hz以内的低频脉动组成,不同体型,不同点位,不同来流只影响脉动能量大小,不影响脉动频率组成。 展开更多
关键词 宽尾墩 跌坎 消力池 脉动压强
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尾部侧堰加宽溢流面溢洪道的流场特性数值模拟优化研究
8
作者 帅世杰 杨慧霞 张艳霞 《水利规划与设计》 2025年第1期110-118,130,162,共11页
尾部侧堰加宽溢洪道因水流惯性产生水面倾斜,导致超高、侧堰冲刷等问题。采用RNG k-ε湍流模型和VOF界面追踪法,对尾部侧堰加宽溢流面水流进行三维数值模拟。研究发现,通过调整侧堰前消能底板横向坡比、顶部倾斜角度及溢流面宽度,可以... 尾部侧堰加宽溢洪道因水流惯性产生水面倾斜,导致超高、侧堰冲刷等问题。采用RNG k-ε湍流模型和VOF界面追踪法,对尾部侧堰加宽溢流面水流进行三维数值模拟。研究发现,通过调整侧堰前消能底板横向坡比、顶部倾斜角度及溢流面宽度,可以有效降低坝前最低深度、增加消能效率,但会加大坝前底部压力。当坝前底板调整为0度时,湍流流场趋于平缓,消能效率增加,且坝前底部压力基本不变。研究结果对调整尾部侧堰加宽溢洪道水流具有指导意义。 展开更多
关键词 尾部侧堰 加宽溢流面 RNG k-ε湍流模型 流场特性
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基于某水利工程挑流的辅助消能设施探究
9
作者 李娟 戚印鑫 +2 位作者 李江峰 吴洪源 耿凡坤 《水利规划与设计》 2025年第3期60-65,共6页
由于挑流消能建筑物不同工况的泄水流量变幅大,对护坡不护底的消力塘消能防冲不易兼顾。为满足各工况的安全运行,在护坦后设置辅助消能设施。结合某水利工程,对其典型设计工况进行模型试验,测试其挑流特性,并针对小流量洪水、消能防冲... 由于挑流消能建筑物不同工况的泄水流量变幅大,对护坡不护底的消力塘消能防冲不易兼顾。为满足各工况的安全运行,在护坦后设置辅助消能设施。结合某水利工程,对其典型设计工况进行模型试验,测试其挑流特性,并针对小流量洪水、消能防冲标准洪水工况设置辅助消能格栅,对格栅铺设的角度、栅片的倾角进行调整,对比冲刷结果,得到较优的布设型式,可为挑流消能工程提供优化思路。 展开更多
关键词 挑流消能 辅助消能 模型试验 冲刷
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瓦石峡水库工程导流洞闸井优化试验研究
10
作者 赵帅杰 赵锦程 《吉林水利》 2025年第3期7-12,共6页
本研究通过水工模型试验,针对新疆若羌县瓦石峡水库导流洞出现的泄流能力不足并存在吸气漩涡的问题,提出并验证了优化方案。优化后的方案,导流洞的下泄流量明显增大,且闸门门槽吸气漩涡消失。此研究成果对于提高水库工程的安全性和效率... 本研究通过水工模型试验,针对新疆若羌县瓦石峡水库导流洞出现的泄流能力不足并存在吸气漩涡的问题,提出并验证了优化方案。优化后的方案,导流洞的下泄流量明显增大,且闸门门槽吸气漩涡消失。此研究成果对于提高水库工程的安全性和效率具有重要的意义,也为未来类似工程的设计和优化提供了宝贵经验和参考。 展开更多
关键词 导流洞 优化方案 模型试验 闸井
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静力作用下冲填砂浆结石坝力学性能研究
11
作者 赵靖轩 《水利技术监督》 2025年第1期219-220,252,共3页
为研究静力作用下冲填砂浆结石坝力学性能。文章以碾子沟冲填砂浆结石坝为例,采用数值模拟法对不同工况下坝体位移和坝体最大主应力变化进行分析。结果表明:水位变化对坝体受力有直接影响,各工况下碾子沟冲填砂浆结石坝应力在允许范围内... 为研究静力作用下冲填砂浆结石坝力学性能。文章以碾子沟冲填砂浆结石坝为例,采用数值模拟法对不同工况下坝体位移和坝体最大主应力变化进行分析。结果表明:水位变化对坝体受力有直接影响,各工况下碾子沟冲填砂浆结石坝应力在允许范围内,大坝处于稳定状态。研究结果为大坝稳定运行提供参考。 展开更多
关键词 静力作用 冲填砂浆 力学性能 数值模拟
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渐扩式消力池辅助消能工水力特性研究
12
作者 王迪 张倩楠 《吉林水利》 2025年第2期6-11,共6页
低佛劳德水流消能问题在低水头输引水工程中长期备受关注,而辅助消能工与底流消能工的联合作用是解决这一难题的有效途径之一。本文以某拟建倒虹吸输水工程为例,利用正交试验和极差分析,将消能墩布置的阻宽率确定为影响消能墩消力池消... 低佛劳德水流消能问题在低水头输引水工程中长期备受关注,而辅助消能工与底流消能工的联合作用是解决这一难题的有效途径之一。本文以某拟建倒虹吸输水工程为例,利用正交试验和极差分析,将消能墩布置的阻宽率确定为影响消能墩消力池消能率的首要因素,再以阻宽率为单一变量设计物理模型试验,对水面线、动能修正系数、底流速分布系数、消能率等水力特性参数进行研究分析。结果显示:当阻宽率小于0.5时,T形墩对水流流态和流速分布的调整作用不明显,消能率较无墩工况提升较小;当阻宽率为0.5时,水流得到充分消能,消能率提升达到最高;当阻宽率大于0.5时,水流出现拥堵现象,不利于水流消能,消能率提升幅度开始降低。综合考虑各因素,该拟建工程设置T形墩适宜的阻宽率为0.5~0.55,研究结果可为同类型工程设计提供参考。 展开更多
关键词 低佛劳德数 水力特性 阻宽率 T形墩 物理模型试验
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望谟县油啥水库溢洪道开挖及支护技术研究
13
作者 甘国庆 《陕西水利》 2025年第2期137-139,143,共4页
溢洪道是水库工程用于泄洪和控制库水位的重要构筑物,溢洪道的施工对水库工程尤为重要。详细介绍了望谟县油啥水库洞身开挖和支护技术,并对开挖进口10 m处的围岩位移和岩壁锚杆受力进行为期60 d的监测。结果显示,受开挖距离和扰动的影响... 溢洪道是水库工程用于泄洪和控制库水位的重要构筑物,溢洪道的施工对水库工程尤为重要。详细介绍了望谟县油啥水库洞身开挖和支护技术,并对开挖进口10 m处的围岩位移和岩壁锚杆受力进行为期60 d的监测。结果显示,受开挖距离和扰动的影响,在监测前10天,围岩位移量增长较快,锚杆受力增长较快,随着时间的增加,围岩位移量和锚杆受力增量逐渐减小,到50 d后两者逐渐趋于稳定,可见溢洪道加固和支护措施起到良好的作用,可为类似水库工程提供思路和借鉴。 展开更多
关键词 溢洪道 开挖方法 支护措施 位移监测 锚杆受力
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四方井水库溢洪道优化设计
14
作者 郝昌言 周清勇 周小姿 《水利水电快报》 2025年第2期78-81,87,共5页
为了解决四方井水库溢洪道直线型进水渠导墙内水流流态紊乱,泄流能力不满足设计要求,同时当设计及以上洪水下泄时,消力池尺寸不足,消能不充分的问题,采用1∶50水工模型试验对溢洪道进水渠导墙型式和消力池尺寸进行了优化研究,分析了进... 为了解决四方井水库溢洪道直线型进水渠导墙内水流流态紊乱,泄流能力不满足设计要求,同时当设计及以上洪水下泄时,消力池尺寸不足,消能不充分的问题,采用1∶50水工模型试验对溢洪道进水渠导墙型式和消力池尺寸进行了优化研究,分析了进水渠内水流流态、流速分布、泄流能力及消力池消能效果。结果表明:采用“直线+圆弧”的进水渠导墙型式,可有效改善进水渠内水流流态、流速分布,显著提高溢洪道泄流能力;增大消力池尺寸后,消力池消能率提升了6%~9%,出池水流更加平稳。研究成果可为类似工程溢洪道设计提供参考。 展开更多
关键词 溢洪道 进水渠 泄流消能 流速不均匀系数 水工模型试验
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浅谈淤地坝设计中的几个问题
15
作者 薛伟强 李疆 王杰 《陕西水利》 2025年第2期110-112,共3页
在黄河中游支流上修建拦沙坝对减少黄河下游河道泥沙的淤积和延长干流水库拦沙库容具有重要意义。依据淤地坝设计规范,提出淤地坝拦沙坝设计中有关问题的处理方法 ,如大坝安全超高、放水卧管设计、泄洪建筑物、溢洪道引水渠、渐变段、... 在黄河中游支流上修建拦沙坝对减少黄河下游河道泥沙的淤积和延长干流水库拦沙库容具有重要意义。依据淤地坝设计规范,提出淤地坝拦沙坝设计中有关问题的处理方法 ,如大坝安全超高、放水卧管设计、泄洪建筑物、溢洪道引水渠、渐变段、控制段、泄槽段、坝体沉降计算有关设计问题及相关规范的取值,以期为淤地坝拦沙坝设计过程提供参考及借鉴。 展开更多
关键词 淤地坝 放水卧管标准设计 流量系数 安全超高 沉降
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多场耦合作用下深部洞室围岩稳定性数值模拟研究
16
作者 王启睿 周晋筑 +2 位作者 郭鹏 张书国 袁小虎 《水利科学与寒区工程》 2025年第1期16-20,共5页
基于三维数值模拟方法,研究了深部洞室施工期多场耦合条件下围岩变形、应力及塑性区等多元信息特征,揭示了多场耦合作用下深部洞室围岩稳定性影响特征。研究结果表明:深部洞室在高地应力及温度应力耦合作用下围岩变形向内部转移,竖向位... 基于三维数值模拟方法,研究了深部洞室施工期多场耦合条件下围岩变形、应力及塑性区等多元信息特征,揭示了多场耦合作用下深部洞室围岩稳定性影响特征。研究结果表明:深部洞室在高地应力及温度应力耦合作用下围岩变形向内部转移,竖向位移最大值位于洞室拱顶与拱底处;原岩温度的变化对洞室围岩最小主应力的分布具有显著的影响,且洞室开挖后围岩的最小主应力以压应力为主;围岩塑性区分布范围与围岩温度变化直接相关,温度越高,塑性区分布越广。 展开更多
关键词 深部工程 多场耦合 围岩 稳定性 数值模拟
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双江口水电站洞式溢洪道进口布置与配筋研究
17
作者 张凤财 《红水河》 2025年第1期8-12,共5页
双江口水电站洞式溢洪道进口边坡发育有3条断层,相互切割形成典型的“陡-缓”组合滑移模式,严重影响溢洪道进口的布置。笔者结合溢洪道的特点及布置条件,分析导墙体型和闸墩设计存在的缺陷,并探索合理的闸室配筋方案。结果表明:在长度... 双江口水电站洞式溢洪道进口边坡发育有3条断层,相互切割形成典型的“陡-缓”组合滑移模式,严重影响溢洪道进口的布置。笔者结合溢洪道的特点及布置条件,分析导墙体型和闸墩设计存在的缺陷,并探索合理的闸室配筋方案。结果表明:在长度不超过15 m的超短导墙设计中,椭圆直墙型导墙更具优势;通过偏心受压构件计算以及采用闸墩与基岩共节点连续介质模式建模的有限元计算结果,确定的闸墩配筋方案较为经济合理;闸墩扇形钢筋配筋计算时,推力参照类似工程经验,取工作弧门推力的0.2倍,该取值的合理性尚需进一步验证。该研究结果可供类似工程参考。 展开更多
关键词 洞式溢洪道 进口布置 三维约束效应 配筋 双江口水电站
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尼尔基水库溢洪道弧门泄流曲线修正
18
作者 刘晓旭 杨春辉 孟祥国 《东北水利水电》 2025年第2期43-46,72,共5页
为解决尼尔基水库开启溢洪道闸门泄洪期间计算的出库流量较实测出库流量偏大的问题,文中通过分析历史泄洪数据,同时针对溢洪道闸孔下游流速快、流态不稳定和发电机组尾水流态不稳定、不易开展测流等情况,采取在溢洪道上游进水渠利用遥... 为解决尼尔基水库开启溢洪道闸门泄洪期间计算的出库流量较实测出库流量偏大的问题,文中通过分析历史泄洪数据,同时针对溢洪道闸孔下游流速快、流态不稳定和发电机组尾水流态不稳定、不易开展测流等情况,采取在溢洪道上游进水渠利用遥控无人船搭载M9型ADCP测流的方法,掌握准确的泄洪流量。对比实测和计算的泄洪流量,通过修正孔流时泄流公式参数,分析不同参数下的随机不确定度,求解最优的泄流公式参数。利用求解的最优参数计算泄洪流量,并根据规范要求,对其进行符号、适线和偏离数值检验,结果均满足要求。 展开更多
关键词 泄流曲线 溢洪道闸门 修正 尼尔基水库
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台阶式溢流坝三维水流数值模拟
19
作者 王群芝 肖露 朱光明 《陕西水利》 2025年第1期109-112,共4页
数值模拟是研究台阶式溢流坝水流的一种重要手段,运用FLOW-3D软件进行台阶式溢流坝三维水流数值模拟,通过流体通量监测面监测实际过流量,验证大坝的过流能力。模拟坝面及消力池内水流流态,计算反弧段末端的消能效率,验证台阶尺寸的合理... 数值模拟是研究台阶式溢流坝水流的一种重要手段,运用FLOW-3D软件进行台阶式溢流坝三维水流数值模拟,通过流体通量监测面监测实际过流量,验证大坝的过流能力。模拟坝面及消力池内水流流态,计算反弧段末端的消能效率,验证台阶尺寸的合理性。通过光滑溢流坝面和台阶式溢流坝面下游消力池长度计算,台阶式消能可有效减小消力池长度,节省工程投资,结果可为其它工程泄洪消能设计提供参考。 展开更多
关键词 台阶式溢流坝 数值模拟 消能 FLOW-3D
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大型消力池水利工程软基承载力与稳定性提高技术探讨
20
作者 晏梦秋 《水利技术监督》 2025年第3期159-160,196,共3页
为提高大型消力池水利工程软基承载力与稳定性,采用模拟试验与统计分析方法,探讨水泥搅拌桩复合地基在压载力作用下的受力变化过程,为类似水利工程建设提供参考。结果表明,水泥搅拌桩改善了原状土地基承载力及桩基周边摩擦力分布特征,... 为提高大型消力池水利工程软基承载力与稳定性,采用模拟试验与统计分析方法,探讨水泥搅拌桩复合地基在压载力作用下的受力变化过程,为类似水利工程建设提供参考。结果表明,水泥搅拌桩改善了原状土地基承载力及桩基周边摩擦力分布特征,与原状土相比相同荷载压力作用下地基沉降量下降50%,本工程水泥搅拌桩加固地基的桩长取7.5m最为合理,既要满足持力要求,又最大限度节约投资。 展开更多
关键词 大型消力池 软基承载力 稳定性 提高技术
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