多股射流入射水垫塘点面脉动压力特性.pdfVIP

维普资讯 第3卷第。 四JI【联 合 大 学 学 报 (工 程 科 学 版 ) ， 1999年 1月 JOURNALOFSICHtjANUNIONUNIVERSITY (ENGINEERINGSC]~CEEDITION) J_dll1999 多股射流人射水垫塘点面脉动压力特性 ． 1西霹百夭学慧高速水力国家重黧点实验室成都610持965恭)T’V‘、 摘 要 本文首次对 1：109大比尺的水垫塘模型在多股射流^射时的底板点面脉压 进行了多组捉量测 ．对点面壁压的 自相关特性．点面脉动强度关系及点面关系的 谱 特性进行 了分析 得到点面壁压脉动强度均纯景致 Cp与承压面积S和水垫塘水垫 深度h，的经验公式。这些结果为工程设计提供了重要的依据 关键词 ．查竺堂；乏竺壁苎：毫苎堡兰 骂 分类号 TV]3133 承功压力 水舌从坝身下泄，射入水垫塘后冲击塘底 形成冲击压力，由于水舌入水前的紊动和 摆动，水舌入水后形成的运动旋涡以及水舌之间的相互顶托和挤压，水垫塘底板上的动水 压力具有很强的随机性和脉动性，这可能引起水垫塘底板的冲刷破坏。因此研究水垫塘 底板上动水压强的脉动特性具有重要意义。 目前．对脉动压力的研究方法仍以实验研 究为主。对水垫塘底部冲击动水压强的研 究．文献资料很多，但各 自的对象、目的不同，实验条件也不一样 ．因此，出现了许多适用条 件不一的经验或半经验公式．其普遍适用性均较盖。 由于实际工程中需要确定的某一大面积上的动水荷载，而直接得到面脉动压力较为 困难，因此，人们转而设法去建立点脉动压力与面脉动压力之间的关系。在这方面的研 究，近年来已做了大量工作，得到了一些有益的结论_l，．]j。但多以单股射流为研究对象． 而对于多股射流情形则所见报导不多。而实际工程的水舌都为多股的而且为多层的。 本文将对多股水舌入射水垫塘底板壁压点面关系进行试验研究， 期为了解多殷射 流水垫塘消能效果及塘底动力荷载提供依据。探讨多骰射流入射水垫塘塘底的点面脉压 之间存在的规律 。 1 实验条件及测试仪器 ll 实验条件 实验测试是在 l：100大比尺的小湾水垫塘模型进行的。入射水垫塘的水舌股数为五 收稿 日期 ：1997—05一l4 * 本文得到国家 自然科学基金重点项 目资助 ． 维普资讯 第 1期 廖华胜等 ：多股射流^射水垫塘点面脉动压力特性 2l 股 。图 1为水舌入水位置及测点布置图(模型尺寸)。 表 1 五股木舌^射木垫塘塘点面壁压涮量参数 模【型值 囝 1 水舌人水位置示意图 点面脉压测量的测试位置中心点布置在水舌冲击区处，即桩号 0+119．5米 (原型 值)，离底板中心线2m处(原型值)。实验对五股射流入射水垫塘时在相同库水位下的不 同水垫深度 、不同承压面积的脉动压力进行了测量，其测量组次及有关参数列于表 1。 1．2 测量仪器 点压力传感器采用北京水科院生产的单晶硅膜固态压力传感器，其有效直径为 5 —n，最大量程为 12KPa，面脉动测量采用总力传感器．承压面由矩形的塑胶板制成，尺寸 分别为8×8cm2、10×10cn12、15×15cm 和 20×20cm2(模型值)。总力传感器最大量程 为 182N。 数据采集用北京水科院研嗣的 sG一6O型水工数据采集处理系统与 386微机等 自动 进行。其测量线路示于图2 此次试验分别对每种工况进行了不同采样时间间隔试验。 △t分别为05秒，0．08秒，0．05秒，0．01秒和 0．003秒．采样个数为 4096。其相应 的 Nyquist频率分别为 1OH 6．25I-Iz，10I-Iz，0Hz和 116．67I-Iz，以做 比较之用。实验结果 表明，采样时间间隔对实