近年來，我國設(shè)計(jì)的高壩工程大多將下游一定范圍內(nèi)的河床用混凝土防護(hù)起來，并在下游一定距離內(nèi)修建二道壩，形成泄洪消能建筑物的一部分——水墊塘，以達(dá)到消能和防沖的目的。水墊塘作為防護(hù)下游河床的主要結(jié)構(gòu)，其底板自身的穩(wěn)定問題尤為重要[1-3]。對(duì)水墊塘底板的安全監(jiān)測(cè)與預(yù)警是實(shí)現(xiàn)消能和防沖目的、保證高壩泄洪安全的關(guān)鍵手段之一。近幾年，隨著社會(huì)對(duì)水土保持和環(huán)境保護(hù)認(rèn)識(shí)與要求的提高，許多在建和將建工程放棄了挑流消能方案而選擇底流消能方案，隨之而帶來的底流消能形式的高壩水墊塘底板安全問題也越來越突出[4]。

　　摘要：利用官地水墊塘底板泄洪振動(dòng)響應(yīng)原型觀測(cè)成果，分析了不同泄洪工況下底板振動(dòng)強(qiáng)度的分布特征，同時(shí)應(yīng)用現(xiàn)代譜分析方法，從頻域的角度分析了底板泄洪振動(dòng)的頻域特征，并研究了不同泄洪工況及流量對(duì)底板振動(dòng)特性的影響，以及各測(cè)點(diǎn)的相關(guān)性。結(jié)果表明，在官地水電站底流消能的情況下，位于消力池內(nèi)前段（壩前0+149m）這一區(qū)域的板塊振動(dòng)響應(yīng)最為劇烈，之后沿程減弱。水流的不對(duì)稱流動(dòng)和擺動(dòng)，引起底板不同區(qū)域的板塊振動(dòng)強(qiáng)度分布規(guī)律產(chǎn)生顯著差別。正常運(yùn)行下的水墊塘底板是在水流荷載作用下的隨機(jī)受迫振動(dòng)，各測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)相關(guān)性較好，底板整體性也較好，且優(yōu)勢(shì)頻率非常穩(wěn)定地分布在0.6～1.7Hz之間。水墊塘內(nèi)渦旋尺度較大，底板振動(dòng)本身有著很好的相似性和明顯的同步性。隨著泄洪流量的增大，正常運(yùn)行下的底板振動(dòng)強(qiáng)度平穩(wěn)增強(qiáng)，優(yōu)勢(shì)頻率緩慢下降，且當(dāng)泄流量高于1500m3/s后，優(yōu)勢(shì)頻率隨泄流量增大而下降的速度趨于緩慢，并最終趨于穩(wěn)定。

　　關(guān)鍵詞：職稱論文地質(zhì)報(bào)告格式,水墊塘底板,原型觀測(cè),振動(dòng)特性,相關(guān)性分析。

　　一直以來，高壩泄洪振動(dòng)問題的研究范圍一直僅限于壩區(qū)的水工建筑物本身，人們關(guān)注的焦點(diǎn)也是泄洪產(chǎn)生的能量對(duì)泄洪建筑物本身的影響，很少關(guān)心泄洪建筑物以外區(qū)域水流能量耗散的影響。但是最近，向家壩泄洪產(chǎn)生的建筑物振動(dòng)沿地基傳播后在遠(yuǎn)處軟基上引起城市房屋振動(dòng)強(qiáng)烈的現(xiàn)象受到了廣泛關(guān)注。其影響作用機(jī)理目前尚不明晰，據(jù)有關(guān)專家分析是由于底板在泄洪狀態(tài)下產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)能量在水墊塘內(nèi)被消耗掉一部分，雖然由于壩區(qū)的地基一般都是硬基，其振動(dòng)的響應(yīng)非常小，幾乎可以忽略，但是泄洪產(chǎn)生的能量能夠沿著地基以振動(dòng)波的形式向遠(yuǎn)處傳播。在傳播的過程中如果遇上軟基，振動(dòng)的能量就會(huì)得到釋放，軟基上的振動(dòng)響應(yīng)就有可能會(huì)放大，從而引起軟基上的建筑物產(chǎn)生強(qiáng)烈的晃動(dòng)和振動(dòng)，即產(chǎn)生所謂的“果凍效應(yīng)”，對(duì)地面上的城市安全產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅。在這個(gè)過程中，泄洪振動(dòng)的能量是通過與之偶聯(lián)接觸的底板結(jié)構(gòu)傳播給地基的，底板的振動(dòng)相對(duì)于地基來說，是“二次激勵(lì)源”，因此從激勵(lì)與響應(yīng)相對(duì)應(yīng)的角度來說，底板的振動(dòng)特性對(duì)于地基振動(dòng)響應(yīng)特性和形式有著直接的影響。由于水墊塘底板結(jié)構(gòu)一般不是整體澆筑的，都是由不同大小的板塊組成的，研究水墊塘底板結(jié)構(gòu)的完整性以及各板塊振動(dòng)之間的相關(guān)關(guān)系，對(duì)于分析研究地基的振動(dòng)問題有著現(xiàn)實(shí)的意義。

　　本文利用官地水電站水墊塘泄洪振動(dòng)原型觀測(cè)成果，對(duì)官地水墊塘底板泄洪下的振動(dòng)特性進(jìn)行了全面分析。

　　1官地水電站水墊塘底板泄洪振動(dòng)監(jiān)測(cè)

　　1.1工程簡(jiǎn)介

　　官地水電站位于雅礱江中下游四川省鹽源縣境內(nèi)，是二灘水電站上游的銜接水庫。官地水電站為碾壓混凝土重力壩型、壩身5個(gè)表孔（加寬尾墩）泄洪+底流消能的泄洪消能布置方案，在溢流壩兩側(cè)設(shè)置2個(gè)放空中孔。

　　樞紐建筑物主要由擋水壩、表孔溢流壩、壩內(nèi)泄洪放空中孔、消力池、右岸地下廠房等建筑物組成。碾壓混凝土重力壩壩高168m，壩頂高程1334.00m，壩頂全長約529m；溢流壩段布置于河床中部，溢流堰頂高程1311.00m，每孔凈寬15m。兩個(gè)中孔壩段分別布置于溢流壩段兩側(cè)，中孔進(jìn)口底高程1240.00m，孔口出口尺寸5m×7m（寬×高），其功能為放空水庫與特大洪水時(shí)參與泄洪。溢流壩表孔泄流采用寬尾墩+底流泄洪消能方式，兩中孔泄流采用側(cè)向挑流進(jìn)入消力池的消能方式，下游采用斜坡邊墻消力池底流消能。

　　樞紐泄洪總功率16118MW，單位體積消能率32.1kW/m3。官地水電站屬于典型的高壩泄洪底流消能的布置型式，具有落差大、流速高，泄洪功率大的的特點(diǎn)，泄洪條件下的水墊塘底板安全問題十分突出[5]。

　　1.2觀測(cè)分析原理

　　將振動(dòng)位移傳感器通過水工電纜連接到DMSH-60RP數(shù)據(jù)采集儀，通過在采集程序中設(shè)置采樣頻率和采樣時(shí)間等參數(shù)，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)底板和邊坡振動(dòng)的采集與處理工作。官地水墊塘底板振動(dòng)測(cè)試原理見圖1。

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