水工建筑物实验模型
水工建筑物模型制作实训心得1200字
水工建筑物模型制作实训心得一、引言在水利工程实训课程中，我们进行了水工建筑物模型制作实训。
通过此次实训，我深刻认识到了水工建筑物模型的重要性，以及制作模型时需要注意的关键点。
本文将从材料准备、模型制作、展示效果等方面，分享我在水工建筑物模型制作实训中的心得体会。
二、材料准备在进行水工建筑物模型制作之前，首先要做好材料准备工作。
合理选择材料对于模型的制作非常重要。
以下是我在实训中使用的材料清单：1.塑料板：选择一种轻质且易于切割的塑料板作为建筑物的主要材料。
2.胶水：能够黏合塑料板的胶水，建议选择透明的胶水，确保模型的外观美观。
3.尺子、剪刀和小刀：用于测量、切割塑料板的工具。
4.铅笔和彩色笔：用于标明建筑物的轮廓和细节。
5.毛刷和颜料：用于涂装模型，增强建筑物的真实感。
三、模型制作1.设计规划在进行模型制作之前，需要对水工建筑物的设计规划有一个全面的了解。
根据实际情况，选择适当比例的模型大小，并确定模型中的关键细节。
2.制作底座制作一个稳固的底座是模型制作的基础。
可以使用坚硬的纸板或者木板作为底座，然后将模型固定在底座上，确保模型的稳定性。
3.制作建筑物根据设计规划，使用切割好的塑料板拼接建筑物的主体结构。
使用胶水将各个零部件黏合在一起，确保牢固性。
在建筑物表面可以添加细节，如窗户、门等，用彩色笔勾勒出细节的轮廓。
4.涂装模型使用颜料和毛刷对模型进行涂装，需要根据实际建筑物进行调色。
涂装时可以逐层施工，保证颜色的均匀和逼真度。
四、展示效果制作完成的水工建筑物模型需要有一个良好的展示效果。
以下是一些建议：1.照明：选择合适的灯光照明模型，突出模型的细节和轮廓。
2.摆放位置：将模型放置在一个稳定的位置，确保观看者可以从不同角度观察建筑物的各个部分。
3.背景布景：可以选择适当的背景布景，增强模型的视觉效果。
五、总结通过此次水工建筑物模型制作实训，我深入了解了模型制作的流程和要点。
合理准备材料、严格按照设计规划制作建筑物、注重展示效果，都是制作一个优秀水工建筑物模型的关键。
水工建筑物安全监控理论-确定性模型和不确定模型
（四）确定模型一般表达式
X1H Y 2 H Z3H JT
式中：水压和温度分量用有限元计算；时效分量用统计 模型表达式或非线性有限元计算
（五）混合模型一般表达式
X1H Y 2 H Z 3H biTi
i 1
m2
式中：水压用有限元计算；温度分量和时效分量用统计 模型表达式
或
Xf1 ( H , x, y, z) f 2 (T , x, y, z) f3 ( , x, y, z) S
3 混凝土坝应力确定性模型和混合模型
（一）影响因素
混凝土坝坝体任一点应力，主要与水压力、温度、自 重、湿胀（或干缩）以及时效等因素有关。 （1）自重 与容重、几何尺寸、形状有关，当坝高一定时，为定值。 （2）湿胀（或干缩） 在水库蓄水后的1～2年内，坝体上游3～4m范围， 混凝土含水量增加约1.5％，产生湿胀应力，并接近常 量。干缩较复杂，也由常数反映。
（2）偶然误差
各种量测误差，如水位、温度、位移等 量测不同步引起的误差； 有限元计算误差，位移计算一般小于 5%。
以上偶然误差（随机误差）由最小二乘法拟合减到最小。
五 预报方程
在求得的确定性模型和混合模型后，根据置信水平，定出置信 带宽度Δ＝ ±ξS,则预报方程为
Xf1 ( H , x, y, z) Yf2 (T , x, y, z) f3 ( , x, y, z) S
大坝在实际运行中，库水位H是随时间t变化的函数。 由渗流规律可知，测压管水位h是库水位H的伴随函数， 同时又滞后H的变化。
（五）渗流量组成及源分析
＝1＋0 则 1＝－0 ， 应变计所测的应变； 1由应力产 生的应变，称作有效应变；0自由体积变形应变，为无应力计的测 值。
水工模型试验一西安理工大学
《水工建筑物》课程实验指导书王飞虎江锋西安理工大学水电学院水工系二OO六年十月水工模型试验(一)班级姓名学号日期整体水工模型试验一、试验综述：当研究河道中水利枢纽工程的总体布置合理性，则按一定比例把所研究的河段和水利枢纽缩制成模型来进行研究，这种模型就叫做整体模型。
整体模型所研究的对象的水力特性通常与空间三个坐标有关，如显著弯曲的河渠、溢洪道水流问题，拱坝泄流问题及水利枢纽上下游水流衔接，流态等问题，常需制作成整体水工模型来进行研究。
影响枢纽布置的主要因素是坝址地形、地质情况及河道水文特征等，影响下游消能防冲的主要因素是泄水建筑物的体型布置和下游河道的地质，地貌等。
二、整体模型一般研究内容：1、泄水建筑物的泄流能力2、泄水建筑物的压力、流速、空化特性等3、下游河道岸边水面高程（水面线）4、消能工的消能效果5、泄水建筑物下游的折冲水流及水流扩散问题6、下游河道流速分布7、上下游水流流态、水流衔接。
8、下游河床及岸坡的冲刷等三、试验目的1、初步了解整体模型试验的基本理论及研究范围和内容。
2、初步掌握整体模型试验的基本方法及量测技术和技巧。
3、初步掌握试验资料整理、分析、评价及解决实际工程问题的能力4、结合具体试验、巩固和复习专业理论知识，增强动手和科研能力。
四、本试验要求和任务1、枢纽泄流能力2、下游岸边流速分布3、下游岸边水面线4、上下游水流流态5、要求整理分析试验成果，对工程布置作出评价，试提出改进措施。
6、写出试验报告。
五、工程概况洮河海甸峡水电站位于甘肃省临洮县，渭源县和康乐县三县交界的海甸峡进口处，电站总装机容量为25MW，水库设计洪水位为2002m，校核洪水位为2004.0m，总库容为2200万m3，最大坝高49m，坝顶高程为2005.0m，是一座以发电为主的III等中型水电站枢纽。
枢纽由溢流坝、泄冲闸和挡水坝、引水发电隧洞、电站厂房等建筑物组成，工程布置特性见表1。
溢流坝布置为2×10m的表孔，堰顶高程为1995m，溢流坝堰顶上游头部为双圆弧曲线，下游堰面为WES改型曲线，下游消能形式为底流消能，消力池长70m，宽23m，池深5.2m，底板高程为1971.8m，尾坎高程为1977m，消力池下游为砼四面体护坦，长45m，护坦高程为1977.0m。
水工建筑与河流工程的物理模型试验的研究
水工建筑与河流工程的物理模型试验的研究水工建筑与河流工程的物理模型试验的研究常乐乐摘要：随着我国社会经济的不断发展与进步，人们的生活水平也得到了显著的提高。
使我国水利工程迅速崛起，同时也增加了它自身的综合竞争力，要想使该工程在竞争中占据有力的位置，就要加强对水利工程的管理，对水利工程中的技术问题进行深入性的分析和研究。
在当前形势下，物理模型试验在水利工程建设与发展过程中起着极为关键的作用，可以有效解决水利工程规划和设计中所存在的问题，以此来更好的推动水利工程的发展。
因此，本文以美国SidneyA.Murrayjy水电站的物理模型试验为研究对象，对水工建筑与河流工程的物理模型试验进行深入性的研究，从为其他水利工程提供有力的借鉴。
关键词：水工建筑;河流工程;物理模型根据目前情况来看，水工建筑与河流工程在国民经济中已经成为支柱性产业，但是，由于外界各种因素的影响和冲击，在加上水工及河工问题比较复杂，极大的增加了市场的竞争力，同时也使有许多自然额现象和内在的机理没有使人们给予充足的认识和了解，不利于水工建筑工程的发展与建设。
所以施工人员要深入开展物理模型试验，对水工建筑与河流工程的性能进行全面的认识，并采用有效的方法对结构设计进行合理化的优化，以此来更好提升原型建筑物整体的性能，保障人们的生命安全，从而实现水流工程现代化的建设与发展。
1电厂邻近闸控坝图1主要表示为低水头电站邻近闸控坝的一种设置形式，对于这种形式来讲，会由一非常大的边墩树立在电厂和闸控坝之间，将电厂与闸控坝分开，由于多种因素的影响，例如受侧向行近水流、边墩伸出等，在电站进口的位置上会形成一种立轴漩涡、平轴漩滚，不仅会对电厂的进水口造成严重的影响，还会严重影响拦污栅的水流方向。
根据传统的修建方式表明，由于機组3和机组4在进口的位置上会受到上述漩涡和漩滚直接性的影响，机组1和机组2的输出功率与机组3和机组4进行比较，相对来讲比较小，所以在多样化的运行条件下，在机组1的前方的位置上，要使遮流部位形成一个夹气立轴漩涡，这种旋涡相对来说比较稳定，而且这些机组的振动效果也比较严重，所以会在很大程度上使各种机械设备出现疲劳的现象。
水工建筑物
水工建筑物实验教学（1）—水利枢纽整体模型仿真演示性实验指导书一、实验授课对象水利水电工程专业二、课程性质专业课程三、实验目的本实验应用模型实验法对某水利枢纽工程实验，使学生了解典型水利枢纽布置特点；掌握挡水建筑物（土石坝）、泄水建筑物和发电建筑物等水工建筑物的结构特征；通过电动演示，展示水利枢纽发电、泄洪等典型运行工况。
四、实验原理选择某水利枢纽工程，通过在比例缩小或等比模型上进行相应的实验，获取相关数据进行分析。
模型与原型保持几何相似、水流运动相似和动力相似。
表4.1各物理量的相似常数表物理量名称原型模型相似常数几何尺寸pl ml mp l l l C =应力p σm σm pC σσσ=位移pδmδmp C δδδ=弹性模量pE mE mp E E E C =泊桑比p μm μm p C μμμ=重力密度pγmγmp C γγγ=面力（边界应力）p q m q m p q q q C =体力p q m q m p q q q C =力pP mP mp p P P C =五、实验模型及测试仪器设备（1）实验模型采用50角钢焊接底座骨架，夹板打底，铝塑板饰面，四周边沿采用304#拉丝不锈钢包边装饰；山形地貌采用等高线造型制作，底部为扁钢造型支撑，表层为玻璃钢翻模，内嵌钢丝网和防水油毡，成型后植草种树装饰；上下游河道和水库采用木工板铺设，内嵌钢丝网和防水油毡，刷四层玻璃钢树脂以防止渗漏；中间布置有土石坝，包括溢洪道、土石坝、电站进水塔等挡水和泄水建筑物；溢洪道由平板闸门控制，可电动控制闸门启闭演示开闸泄洪过程；发电厂房内安装有水轮发电机组，打开电站进水口闸门后，可以演示电站发电过程；在枢纽下游右岸布置有变电站等建筑物。
本实验设备采用自循环供水系统，可长时间稳定运行；通过电线电缆将各闸门和灯光电路控制集成到控制面板，操作控制按钮，即可对设备进行操控。
（数据仅供参考，具体实验模型可根据厂家提供模型调整）（2）测试仪器设备实验中所用仪器设备及工具主要有：土石坝及坝后式电站枢纽仿真实验设备（模型设备包含该水利枢纽整体建筑设施）。
水工模型试验报告
水工模型试验报告1水工模型试验的作用与分类1.1作用水流运动是一种非常复杂的自然现象，对各种作用力存在的情况和它们发展的规律，至今还没有得到很好的掌握。
设计水利工程时不是用数学分析的方法，就是应用经验公式。
这两种方法都有一定的局限性。
事实上，天然河道中水工建筑物的边界条件各不相同，而且非常复杂，须经过水工模型试验的分析研究，方可切合实际；还可以进一步提高理论，指导实践。
因此，可以说水工模型试验是流体力学理论和实际水利工程中间的媒介，起到非常重要的作用，一直受到水利工程界的重视。
1.2分类由于试验研究任务不同，采用不同类型的模型，以满足不同的需要。
当研究河道中水利枢纽的总体布置时，就需要将所研究的河段和水工建筑物，按一定的比例缩制成模型进行试验，这就叫整体模型。
至于二元问题，如确定溢流坝面的压力分布，水流情况和冲刷消能等，一般截取一段制成模型，安装在玻璃水槽中进行观测，称为断面模型。
还有一些水工建筑物两边对称，水流情况也对称，可以研究一边来代替整体，这时可以采用半整体模型。
进行一般试验时，只要将原体的三个尺寸按照同一比例缩制，这种模型叫作正态模型。
但有时因为受各种条件的限制，粗糙度或水流流态等与原体不相似时，就采用竖直和水平方向长度缩尺不同的模型，即为变态模型。
河工模型经常采用这种类型。
按照试验研究任务和性质分，有水工建筑物、河道、热扩散、排污口、溃坝、滑坡、泥石流、潮汐、泥沙以及波浪模型等。
2、水工模型试验理论2.1层流根据模型设计的相关原理，可以推导出以下公式：()：边界上的压力差比几何相似比尺；时间：流量：流速：p l p t l p Q lp v ∆-∆∆∆===αααααααααα:132.2阻力平方区的紊流运动 ()几何相似比尺时间：流量：流速：:215221l t l Q lv ααααααα=== 2.3重力作用为主的流体运动当流体的特性主要决定于重力作用，粘滞力的作用可忽略时该运动也就是在阻力平方区的紊流，这时阻力与速度的平方成比例，而雷诺数已超过一定界限，其变化没有影响。
水工结构模型实验指导书
水工结构模型实验指导书水工结构静力模型实验指导书２００５年６月２０日水工结构静力模型实验指导书一、课程性质和目的：（1）水工结构模型试验所谓水工结构模型试验就是将原型以某一比例关系缩小成模型，然后向该模型施加与原型相关的荷载，根据从模型上获得的信息如应变位移等，通过一定的相似关系推出原型建筑物在应力、变形强度等成果。
（2）进行水工结构模型试验的目的和意义水工建筑物因其受力特征、几何形状、边界条件等均较复杂，特别是修建在复杂地基上建筑物更为如此，尽管计算机技术和空间有限元等正迅速发展，但目前还不能用理论分析方法完美地解决建筑物的稳定和应力问题，因此模型试验作为一种研究手段更具有重要的意义，可归纳成如几个方面：1．通过对水工建筑物的模型试验研究可以验证理论设计，国内外大型和重要的水工建筑物的设计，都同时要求进行计算分析和试验分析，以期达到互相验证的目的。
2．通过对原型结构的模拟试验，预测水工建筑物完建后的运行情况以及抵御事故的能力。
3．由于物理模型是对实际结构性态的模拟，在模型上还有可能出现原先未知而又实际存在的某些现象，因此模型试验研究不仅仅是对数理分析方法的验证，而且是获得更丰富切合实际的资料的积极探索，所以进行水工结构模型试验目的也是更好地探索新理论、新材料、新技术、新工艺的一种手段。
（3）结构模型试验研究的主要内容：a. 大型水工建筑物的整体应力及变形问题。
b. 结构物之间的联合作用问题。
c. 地下结构的应力与稳定问题。
d. 大坝安全度及破坏机理问题。
e. 水工结构的动力特性问题。
f. 验证新理论、新方法、新材料、新工艺等。
（4）模型试验的分类方法①按建筑物的模拟范围和受力状态分类a. 整体结构模型试验：研究整体建筑物在空间力系作用下的强度或稳定问题。
b. 平面结构模型试验：研究结构单位长度断面在平面力系作用下的强度和稳定问题，如重力坝坝段平面结构模型试验就是研究重力坝在水荷载作用下的应力和变形。
水工建筑物实验模型
《水工建筑物》结构模型教学试验指导书李桂荣武汉大学水利水电学院混凝土重力坝断面结构模型试验1、目的要求学习应用模型试验的方法进行水工建筑物的结构分析；学习重力坝断面结构模型试验的方法；学习和掌握测试仪器的性能及使用方法。
2、试验内容大坝在设计情况下坝基面上的应力分布情况；大坝在设计情况下坝体的水平位移。
3、试验原理在水工建筑物中如拱坝、支墩坝、连拱坝等结构和边界都比较复杂的情况，数学模型不可能或者难以模拟的某些重要的物理现象，往往需要借助物理模型进行试验研究。
结构模型试验内容包括：应力、变形、稳定及承载能力等问题。
结构模型能够模拟建筑物及其地基的实际结构性态，可以同时考虑多种因素及复杂的边界条件，而且能给人以直观的结果，因此结构模型试验是结构分析的一种重要手段。
结构模型试验要解决的问题，是将原型水工建筑物上的力学现象缩小到模型上，从模型上模拟出与原型相似的力学现象中，量测应力、位移和安全度，再通过一定的相似关系推算到原型建筑物。
模型试验如果能正确地解决模拟问题，同时又采用了精确的量测方法，则其所得成果就可能较好反映原型的实际情况。
根据相似原理，按照结构模型试验相似指标设计出与原型相似的重力坝模型，从相似模型上，量测应变等，再通过一定的相似关系推算到原型建筑物。
4．原型基本资料：重力坝为混凝土实体重力坝，坝高为81米，坝顶宽12米，坝底宽60米，下游坝坡1：0.75。
坝体混凝土弹性模量E1=19200Mpa,坝基岩体弹性模量E2=19200Mpa，E3=9600Mpa，混凝土与基岩的泊松比均为μ1=μ2=0.2，坝体混凝土密度为24KN/M3，库水密度为10KN/M3，水库上游设计水位78米。
校核水位80米。
5、相似关系及相似常数的确定结构模型试验的目的是研究建筑物的应力和变形状态。
我们研究的主要对象是水利和土建工程中的混凝土建筑物及地基。
需要通过模型模拟的主要有荷载的类型及大小，建筑物的几何形状的尺寸和材料的物理力学性能。
【精品】水工结构模型试验资料
水工预应力闸墩结构模型试验资料华北水利水电学院目录1概述................................................ 错误!未指定书签。
1。
1工程概况...................................... 错误!未指定书签。
1。
2基本资料...................................... 错误!未指定书签。
1.3模型试验研究的目的和任务....................... 错误!未指定书签。
2模型设计............................................ 错误!未指定书签。
2.1模型设计的基本理论............................. 错误!未指定书签。
2.1。
1模型设计的基本理论...................... 错误!未指定书签。
2.1。
2模型试验的相似条件...................... 错误!未指定书签。
2。
2结构模型试验相似常数的确定.................... 错误!未指定书签。
2.3模型的简化..................................... 错误!未指定书签。
2.4模型结构详图................................... 错误!未指定书签。
3模型材料试验研究.................................... 错误!未指定书签。
3.1模型混凝土配合比试验研究....................... 错误!未指定书签。
3。
1.1模型混凝土最大骨料粒径的确定............ 错误!未指定书签。
3。
1.2模型试验材料的选择...................... 错误!未指定书签。
3。
1。
3试验仪器和试验方法..................... 错误!未指定书签。
水工模型试验-福大土木工程实验教学中心
福州大学土木工程学院本科实验教学示范中心学生实验教学大纲适用年级2006一、课程中英文名称中文名称水工模型试验（课程实验）英文名称Hydraulic Model Practice二、授课对象与学时授课对象06级水利水电工程总学时30学时其中实验（上机）学时20学时三、本课程与其他课程的联系先修课程《高等数学》、《水力学》、《结构力学》、《材料力学》后续课程四、课程的教学目的水流运动是一种非常复杂的自然现象，对各种作用力存在的情况和它们发展的规律可通过水工模型实验来复演或预演原型的复杂水流现象，通过方案比较和修改可获得水工建筑物的优化布置和体型，从而为水利工程规划、设计、运行、管理提供科学的理论和技术的指导。
目前在许多领域里采用水工模型以解决工程问题已成为公认的标准方法。
（1）通过学习学生要了解水力模型试验的基本原理，掌握相似性试验理论。
2 ）了解相似性力学、定床和动床河流模型、水库模型、定床和动床潮汐模型、波生现象模型、水工建筑物模型）了解相似性力学、定床和动床河流模型、水库模型、定床和动床潮汐模型、波生现象模型、水工建筑物模型、管道模（2型和地下水模型等模型设计原理。
3 ）了解相似性力学、定床和动床河流模型、水库模型、定床和动床潮汐模型、波生现象模型、水工建筑物模型）了解相似性力学、定床和动床河流模型、水库模型、定床和动床潮汐模型、波生现象模型、水工建筑物模型、管道模（3型和地下水模型等模型试验技术及工程实例说明。
（4）了解水力模型试验的现状与学术水平。
五、课程教学的主要内容（一）水工模型试验量测仪器的参观与操作认识实习（必修）实验项目1:1:水工模型试验量测仪器的参观与操作认识实习（必修）知识点：通过参观、学习，了解各种量测仪器的工作原理、用途，掌握使用方法，介绍流速量测仪器的种类和各种应用条件，介绍国内外水工模型试验的基本方法。
重点：各种水工模型试验量测仪器的认识、适用条件和使用方法；各种量测仪器的工作原理和用途及选择；实验操作规程难点：国内外水工模型试验的基本方法认识，多点流速测量系统和ADV测速系统的使用方法水工建筑物模型一一泄水建筑物消能型式（必修）2:水工建筑物模型一一泄水建筑物消能型式（必修）实验项目2:知识点：运用模型试验基本原理，掌握按重力相似准则设计整体和局部模型时模型比尺的选择方法，制作与设计水工建筑物模型，测量泄水建筑物的水流流态、流速、压力等水力参数，并根据设计的泄水建筑物体型，计算该泄水工建筑物模型，测量泄水建筑物的水流流态、流速、压力等水力参数，并根据设计的泄水建筑物体型，计算该泄水 建筑物的消能率，并分析设计方案的可行性和合理性，并应用所学数学知识，处理和分析实验数据，并根据分析结能率，并分析设计方案的可行性和合理性，并应用所学数学知识，处理和分析实验数据，并根据分析结 果给岀设计推荐方案和设计方案的修改建议。
水工模型试验基础
相似原理提供了解决这两个问题的理论基础。
第一节 水工模型实验研究的范围
1.泄水建筑物水力学特性试验
2.水电站水力学特性试验
3.船闸水力学特性试验
4.鱼道水力学特性试验
5.其它专题研究
第二节 水流相似理论
一. 相似特征
1.几何相似 是指原型与模型保持几何形状和几何 尺寸相似，也就是原型和模型的任何一个 相应线性长度保持一定的比例关系。
L 25
0.5 L 5
因为
由于
所以
p 5 m
所以
m
p 7.5 1.5 m s L 5
2.5 Q L 252.5 3125
Q
Qp Qm
Qm
Qp
Q
3000 0.96 m3 s 3125
例题2：某大坝溢洪道为调节泄洪流量， 拟设置闸门进行控制，为此需要进行水工模 型试验。已知原型设计流量 Qp 800 m3 s ，三
二. 相似准则
1.牛顿普遍相似准则
F
F 1 L v
Fp Fm
Fp
mp a p mm a m
a
3 L
p Lp 2 p 2
Fm m Lm2m2
F Ne Nep Nem 2 2 L
★模型与原型的牛顿数相等，这是流动相似 的重要判据，称为牛顿相似准则。
800 0.447 m3 s 1788.85
（2）确定原型闸小护坦中部流速
0.5 L 4.47
m 2.1m s
p m 4.47 2.1 9.39 m s
（3）确定模型洪水周期和洪量
原型设计洪水周期Tp 3d，设计洪水总量Vp 2074 104 m3
水工模型试验设计计算说明书
水工模型实验设计计算说明书一、设计依据工程枢纽总体布置图、工程枢纽上下游一定范围的地形图、各类建筑物的详细体型图、地质资料、水文资料(调洪计算前后的所有水文资料)。
具体参数如下：1.地形图：2-B2.坝型：2重力坝3.模型长度比尺厶=604.原型最大泄流流量Qmax = 16000m3/s5.坝顶高程Z, =630m6.下游最高水位Z2 =475m7.下游河道底板高程Z严450m附表：模型各参数的相应确定标准*下游河道长度选取：7 (5)扌舌号外为重力坝轴线开始的河道下游长度，括号内为拱坝轴线开始的下游河道长度；模型中下游河床的底高程比量水堰边墙顶要高0.1m,上游进水池边墙顶比上游水库边墙顶咼0. Imo标注尺寸线(模型长度、宽度尺寸与原型尺寸均需标注，括号外为原型,括号内为模型,如500(5.0))；编写设计说明(包含模型长、宽、高程推算过程及量水堰的计算)。
二、设计准则水工常压模型一般都采用重力相似准则，按正态几何比尺进行设计。
当长度比尺乙确定后，相应的其它比尺分别为：时间比尺：r f = Lj=60^=7.746流速比尺：v=L r l =60^=8.746流量比尺：0 =厶点=605/2=27885.480糙率比尺:n r=U=601/6=1.976三、模型糙率确定1、上游水库上游水库糙率按天然河床计算，取-=0.023。
n0.0235 二卩= =0.012 n r 1.9762、下游河道下游河道糙率按天然河床计算，取〃产0.023。
1. 量水堰尺寸计算根据重力相似准则因为Qm>560,由下表模型参数确定标准可知，量水堰宽度B=2.3m 。
因为Q”>20~30L/s,所以选用矩形量水堰作为流量测量仪器，根 据堰流公式确定量水堰的高度。
矩形堰流计算公式：( H、 Q= 1.782+ 0.24 — BH, \P丿参数：P —堰高；H —堰上水头；B —堰宽；H()—修正后水头(H()=H+0.0011)oH P0.023 n ,1.976= 0.012一般取矩形堰堰板高程等于最大堰上水头的2倍，即P=2Ho将Q=0.5738m3/s, B=2.3m, P=2H, H o=H+O.OOl 1 代入上公式，求得最大堰上水头Hmax =0.257lm；堰高P=0.5142m；量水堰长度L=0.2+25H m ax=0.2+25 X 0.2571 =6.6275m；量水堰边墙比量水堰最高水位高0.1m；量水堰总高度H w= H m ax +P+0.1 =0.2571+0.5142+0.1 =0.8713m；2.模型各部分高程推算根据重力相似准则，可以确定原型参数分别为：进水池长度：3.3X60= 198m退水池长度：3.3X60= 198m上游水库长度：9 X 60=540m下游河道长度：13.0X60=780m量水堰长度：6.6275x60=397.65m量水堰宽度：2.3x60=138 m(1)下游河道高程Z产450m根据下游河道底板比量水堰边墙顶高0.1m可确定量水堰边墙高程为450-0.1 X 60=444m退水池及量水堰的底板高程为450-0.8713 X60=397.722m(2)下游最高水位Z2=475m,选择下游河道边墙所在高程为480m 程确定截取的等高线位置；4、根据原型参数上游水库长度及下游河道长度，确定原型范围, 并对范围以外的等高线进行修剪；5、量水堰尺寸计算看第四部分；6、根据原型尺寸确定进水池、退水池及量水堰的位置。
水工实验模型心得
《水工模型试验与量测技术》———学习心得通过将近九周的课程学习，让我了解到水工模型实验的一些知识和对科学学习的向往。
这项课程使我初步掌握各种水工建筑物模型试验的设计理论和方法、模型制作的方法及试验量测的手段和仪器的使用，为我进行课题研究和今后从事大中型水利水电工程的模型试验与科学研究打下基础。
水流运动是一种非常复杂的自然现象，设计水利工程时，常常有很多问题是不能用数学分析的方法来解决的。
对许多水力学现象同样不能依靠数学分析的方法来解释。
通常需要通过水工模型试验进行研究。
本课程主要通过尺度分析、水工模型定律、水工模型试验设备、水工模型试验测试技术、模型制造与安装和水工模型试验操作技术等对我们进行知识的教育与科学的补充。
通过对上述内容的学习，使同学们能够顺利进行研究课题的试验工作。
具体来讲，这项课程从一开始就让我了解到水工模型实验的重要意义，它能够解决理论不足的问题，这是数学分析方法所不能达到的，其次，它还能验证实验的合理性，预演各类工程现象，用这种方法来进行实验是更接近实际情况的，所以应该大力推广，然后，水工模型实验可以提高理论水平，促进学术进步，最后，它更可以指导工程实践，例如书本上的，张开泉教授主持的螺旋流涡管排沙课题，从82年开始提出概念，83~84年建立数学模型，进行理论的分析，但是没有条件进行实验，因此从理论上很难进一步的提高，可是到了89年后我们先后进行了水槽实验和模型实验，生动的反映了涡管的排沙能力，逐渐使工程界接受了这种排沙工程措施，由此可以看出来水工模型实验的重要性。
记得第一次接触重点就是在量纲分析上，我真的从学习当中学到了很多东西，因为，在过去的学习当中虽然也了解过量纲，但是，只是了解到一些皮毛的东西，从来没有像这样系统的、全面的学习过量纲，甚至量纲的计算。
通过这一大章，我不仅又一次的了解量刚，而且，从雷列法等量纲分析法中学到了关于量纲的计算。
学习量纲，在我看来，不仅仅是一种学习，它也会有助于我们学习数学、物理、水利、化学等等学科。
水工模型试验一西安理工大学
《水工建筑物》课程实验指导书王飞虎江锋西安理工大学水电学院水工系二OO六年十月水工模型试验(一)班级姓名学号日期整体水工模型试验一、试验综述：当研究河道中水利枢纽工程的总体布置合理性，则按一定比例把所研究的河段和水利枢纽缩制成模型来进行研究，这种模型就叫做整体模型。
整体模型所研究的对象的水力特性通常与空间三个坐标有关，如显著弯曲的河渠、溢洪道水流问题，拱坝泄流问题及水利枢纽上下游水流衔接，流态等问题，常需制作成整体水工模型来进行研究。
影响枢纽布置的主要因素是坝址地形、地质情况及河道水文特征等，影响下游消能防冲的主要因素是泄水建筑物的体型布置和下游河道的地质，地貌等。
二、整体模型一般研究内容：1、泄水建筑物的泄流能力2、泄水建筑物的压力、流速、空化特性等3、下游河道岸边水面高程（水面线）4、消能工的消能效果5、泄水建筑物下游的折冲水流及水流扩散问题6、下游河道流速分布7、上下游水流流态、水流衔接。
8、下游河床及岸坡的冲刷等三、试验目的1、初步了解整体模型试验的基本理论及研究范围和内容。
2、初步掌握整体模型试验的基本方法及量测技术和技巧。
3、初步掌握试验资料整理、分析、评价及解决实际工程问题的能力4、结合具体试验、巩固和复习专业理论知识，增强动手和科研能力。
四、本试验要求和任务1、枢纽泄流能力2、下游岸边流速分布3、下游岸边水面线4、上下游水流流态5、要求整理分析试验成果，对工程布置作出评价，试提出改进措施。
6、写出试验报告。
五、工程概况洮河海甸峡水电站位于甘肃省临洮县，渭源县和康乐县三县交界的海甸峡进口处，电站总装机容量为25MW，水库设计洪水位为2002m，校核洪水位为2004.0m，总库容为2200万m3，最大坝高49m，坝顶高程为2005.0m，是一座以发电为主的III等中型水电站枢纽。
枢纽由溢流坝、泄冲闸和挡水坝、引水发电隧洞、电站厂房等建筑物组成，工程布置特性见表1。
溢流坝布置为2×10m的表孔，堰顶高程为1995m，溢流坝堰顶上游头部为双圆弧曲线，下游堰面为WES改型曲线，下游消能形式为底流消能，消力池长70m，宽23m，池深5.2m，底板高程为1971.8m，尾坎高程为1977m，消力池下游为砼四面体护坦，长45m，护坦高程为1977.0m。
(2011)水工建筑学模型实验指导书及报告
（2011）水工建筑学模型实验指导书及报告水工建筑学实验?指导书及报告(水工、强化班08级)班级:学号:姓名:河海大学水电学院2011年5月实验一水工结构静力模型实验一、实验目的水工结构(静力)模型实验着重对重力坝坝段平面结构模型进行实验，使学生初步了解水工结构模型的方法及分类、模型相似原理、模型设计的基本原则、模型材料、模型加荷方法以及试验量测技术及成果整理等。
锻炼和培养学生解决工程实际问题的能力。
二、实验的任务与要求1(对结构模型试验在水工建筑物设计、分析中的作用和地位有明确的认识。
2(初步掌握结构模型试验相似理论、模型设计、制作、量测、数据处理分析等基本方法。
3(通过对策略坝坝段平面结构模型试验动手实践，加深对模型试验的全过程的了解，初步具有设计水工结构模型试验的能力。
三、模型系统组成及实验步骤1(模型材料及尺寸模型由石膏制成，石膏弹性模量为2500MPa。
模型尺寸见下图所示。
重力坝模型示意图12(加荷系统a)自重(预压)荷载采用机械拉力式加荷系统;包括拉力杆、测力计、摇把盘等组成;b)水荷载采用千斤顶加荷系统:包括油泵(加压)、分油器、压力表、高压油管、千斤顶、垫块等组成。
3(量测系统量测系统包括应变片、导线、静态应变仪等组成。
4(实验步骤按照上述实验内容，其具体步骤见框图。
实验准备检查模型状态及测试仪器安装、调零预压加载初应变检测仪器调零实验加载(模拟自重和静水压力)荷载应变检测打印试验结束 -成果后处理2四(实验成果及计算分析1(简述什么是水工结构模型实验,地质力学模型试验有哪些特点,2(重力坝断面模型1重力坝断面模型如下图所示，模型用石膏制成，模型坝基面高程?0.00m，坝顶高程?0.65m，三角形顶点高程?0.65m，上游面坝坡为1:0.00，下游面坝坡为1:0.70，坝底宽3度0.455m，坝顶宽度0.07m，坝厚0.20m。
模型的坝体弹性模量，泊松EMPa,，2.510m比;模型的几何相似常数，弹性模量相似常数，坝基C,130~170C,7~13,,0.2lE 按弹性地基处理。
水工建筑物模型实训报告
一、前言随着我国水利工程事业的快速发展，水工建筑物的设计、施工和运行管理对提高工程效益、保障人民生命财产安全具有重要意义。
为了提高学生对水工建筑物的认识和理解，培养实际操作能力，我们进行了为期一周的水工建筑物模型实训。
本文将详细记录实训过程，并对实训成果进行总结和分析。
二、实训目的1. 了解水工建筑物的类型、结构特点及功能；2. 掌握水工建筑物模型的设计、制作和实验方法；3. 培养学生的动手能力和团队协作精神；4. 提高学生对水工建筑物的认识，为今后从事相关工作奠定基础。
三、实训内容1. 水工建筑物类型及特点实训过程中，我们学习了水工建筑物的分类，包括挡水建筑物、泄水建筑物、取水建筑物、过水建筑物等。
重点了解了各类建筑物的结构特点、功能及其在水利工程中的作用。
2. 水工建筑物模型设计在实训老师指导下，我们学习了水工建筑物模型的设计方法。
首先，根据实际工程情况，确定模型的比例、尺寸和材料；其次，设计模型的主体结构，包括挡水坝、泄水闸、取水口等；最后，绘制模型图纸，明确各部分的结构和连接方式。
3. 水工建筑物模型制作在模型制作过程中，我们掌握了以下技能：（1）选用合适的材料：根据模型设计要求，选择强度高、耐腐蚀、易加工的材料，如塑料、木材、金属等。
（2）制作模型主体结构：按照设计图纸，采用拼接、焊接、粘接等方法，制作挡水坝、泄水闸、取水口等主体结构。
（3）连接各部分：将主体结构连接起来，确保模型整体结构的稳定性和功能性。
4. 水工建筑物模型实验在模型实验阶段，我们进行了以下实验：（1）水位变化实验：通过调整模型中的水源和泄水口，观察水位变化，分析水工建筑物对水位的调节作用。
（2）流量变化实验：通过改变泄水口大小，观察流量变化，分析水工建筑物对水流的控制作用。
（3）水压力实验：在模型中设置压力传感器，测量不同位置的水压力，分析水工建筑物承受水压力的能力。
四、实训成果与分析1. 成果展示通过本次实训，我们成功制作了一座水工建筑物模型，并进行了相关实验。
水工模型试验及检测
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AB AB
BC BC
CD CD
al 1
AB AB
BC BC
CD CD
al 2
相似常数
al1 al2
相似常数
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两个相似的流体运动:
1
1
2
2
1
1 2
2
过水断面面积：
A11 A11 A22 A22
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2、相似现象
物理现象相似：物理体系的形态和某种变化过 程的相似。
“相似”的三种情况： 相似，或同类相似(similitude)；
②拟似，或异类相似(Analogy)； ③差似，或变态相似(Affnity)。
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2、相似现象
在两个几何相似的物理体系中，存在着具有同一 物理性质的变化过程，而且在两个体系中的相应 点上同名物理量之间，具有固定的比值，这两个 物理体系叫做同类相似或简称“相似”。
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水工模型试验及检测
《水工模型试验及检测》
总学时：24
总学分：1.5
教材：
–《水工模型试验》(第二版)，南京水利科学研究院 编著，水利电力出版社，1985年。
参考书：
–《水工模型试验及量测技术》，清华大学水利系， 中国工业出版社，1961.9。
–《模型试验的理论与方法》，左东启 等编著，北 京水利电力出版社，1984。
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2、相似现象
在两个几何相似的物理体系中，存在着具有同一 物理性质的变化过程，而且在两个体系中的相应 点上同名物理量之间，具有固定的比值，这两个 物理体系叫做同类相似或简称“相似”。
水工建筑物模型
水工建筑物模型水工建筑物是指为了调节水流、蓄水、灌溉或防洪等目的而建造的建筑物。
水工建筑物模型是一种用来仿真和模拟水工建筑物的工作原理和效果的模型。
这种模型可以帮助我们更好地了解水工建筑物的功能和运行过程，以便进行合理的设计和改进。
在本文中，我们将探讨水工建筑物模型的制作方法、应用领域以及未来的发展方向。
首先，制作水工建筑物模型的方法有很多种。
最常见的方法是利用比例缩小的原则制作模型。
例如，如果要制作一座水坝的模型，可以按照1:100的比例，将真实水坝的尺寸缩小100倍来制作模型。
此外，还可以使用各种材料，如木材、泥土、塑料等，来模拟水工建筑物的结构和材料特性。
在制作过程中，可以结合计算机辅助设计软件，进行三维建模和渲染，以更加准确地展现水工建筑物的特点。
水工建筑物模型的应用领域非常广泛。
首先，它可以用于教育和科普。
通过观察和操作水工建筑物模型，学生们可以更好地理解水力学和土木工程的原理，培养他们的实践操作能力。
其次，水工建筑物模型可以用于工程设计和评估。
在设计一个新的水利工程项目之前，工程师们可以先制作一个模型来测试不同设计方案的可行性和效果。
这可以大大减少工程风险，节约时间和成本。
此外，水工建筑物模型还可以用于科学研究，帮助研究人员更好地理解和解决水资源管理、洪水预测和防灾减灾等问题。
随着科技的进步和需求的增加，水工建筑物模型的发展也面临着一些挑战和机遇。
首先，随着计算机技术的发展，虚拟仿真技术在水工建筑物模型中的应用越来越重要。
通过使用计算机模拟软件，我们可以更准确地模拟水流和结构的运行情况，提高模型的真实性和可靠性。
其次，随着对可持续发展的重视，水工建筑物模型也需要与环境保护和可持续利用相结合。
例如，可以设计一种可重复使用的模型材料，减少浪费和资源消耗。
此外，还可以结合清洁能源技术，如太阳能和风能等，使模型的动力来自可再生能源，减少对传统能源的依赖。
综上所述，水工建筑物模型是一种重要的工具，用于研究、设计和评估水工建筑物。
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《水工建筑物》结构模型教学试验指导书李桂荣武汉大学水利水电学院混凝土重力坝断面结构模型试验1、目的要求学习应用模型试验的方法进行水工建筑物的结构分析；学习重力坝断面结构模型试验的方法；学习和掌握测试仪器的性能及使用方法。
2、试验内容大坝在设计情况下坝基面上的应力分布情况；大坝在设计情况下坝体的水平位移。
3、试验原理在水工建筑物中如拱坝、支墩坝、连拱坝等结构和边界都比较复杂的情况，数学模型不可能或者难以模拟的某些重要的物理现象，往往需要借助物理模型进行试验研究。
结构模型试验内容包括：应力、变形、稳定及承载能力等问题。
结构模型能够模拟建筑物及其地基的实际结构性态，可以同时考虑多种因素及复杂的边界条件，而且能给人以直观的结果，因此结构模型试验是结构分析的一种重要手段。
结构模型试验要解决的问题，是将原型水工建筑物上的力学现象缩小到模型上，从模型上模拟出与原型相似的力学现象中，量测应力、位移和安全度，再通过一定的相似关系推算到原型建筑物。
模型试验如果能正确地解决模拟问题，同时又采用了精确的量测方法，则其所得成果就可能较好反映原型的实际情况。
根据相似原理，按照结构模型试验相似指标设计出与原型相似的重力坝模型，从相似模型上，量测应变等，再通过一定的相似关系推算到原型建筑物。
4．原型基本资料：重力坝为混凝土实体重力坝，坝高为81米，坝顶宽12米，坝底宽60米，下游坝坡1：0.75。
坝体混凝土弹性模量E1=19200Mpa,坝基岩体弹性模量E2=19200Mpa，E3=9600Mpa，混凝土与基岩的泊松比均为μ1=μ2=0.2，坝体混凝土密度为24KN/M3，库水密度为10KN/M3，水库上游设计水位78米。
校核水位80米。
5、相似关系及相似常数的确定结构模型试验的目的是研究建筑物的应力和变形状态。
我们研究的主要对象是水利和土建工程中的混凝土建筑物及地基。
需要通过模型模拟的主要有荷载的类型及大小，建筑物的几何形状的尺寸和材料的物理力学性能。
为使模型上产生的物理现象与原型相似，模型材料、模型形状和荷载等必遵循一定的规律，这个规律就是相似原理。
根据相似原理结合本次试验，原型（P）与模型（M）各物理量之间保持下列相似关系：5.1相似常数几何比尺：C L=L P/L M=100弹模比尺：C E=E P/E M=6密度比尺：Cγ=γP/γM应变比尺：Cε=εP/εM=1应力比尺：Cσ=σP/σM=6位移比尺：Cδ=δP/δM=100泊松比比尺：C=μP/μM=1μ荷载比尺C X=X P/X M= Cγ. C L3=6/100*1003=60000相似判据：Cε.C E/ Cσ=1、Cε.C L/ Cδ=1、Cσ/ C X.C L = 1图1 重力坝断面结构模型照片图2 材料分区5.2基础模拟范围上游重力坝断面模型基础模拟范围是: 上游坝基长度不小于 1.3倍坝底宽度或1.0倍坝高;下游坝基长度不小于2.0倍坝底宽度或1.5倍坝高; 坝基深度不小于1.5倍坝底宽度或1.0倍坝高。
在有特殊地质构造时，边界范围还要适当增大。
上游基础长度:83米下游基础长度:189米基础深度:83米6．试验装置坝体及厂房自重荷载采用分块加集中力的方法，按图中所示分成五块，通过各块重心在坝面施加相应的集中力。
上游库水压力按图所示分成五区，用五个油压千斤顶施加于各区形心，并通过各块刚性垫块使其转换为分布荷载。
为简化油压系统，分区按等荷载方法进行计算。
应力是通过粘贴于模型上的电阻应变片在荷载作用下测得应变值计算获得。
位移是通过装置于模型上的位移传感器在荷载作用下所示数值经换算获得。
本次试验所用的主要仪器、设备：电阻应变计、应变量测系统、位移量测系统、位移传感器、拉力传感器、油压千斤顶、油泵、标准压力表等。
7．荷载计算7．1原型荷载（坝段长B=10米）坝体自重：图3 坝体自重荷载计算简图1、81*12*10*24=233280KN2、（64+40）*18/2*10*24=224640 KN3、（40+20）*15/2*10*24=108000 KN4、15*20*10*24=72000 KN厂房及水轮机自重：20*30*10*24=144000 KN上游水压力：1/2*10*80*80*10=320000KN坝基扬压力：（扬压力计算见简图按有帷幕，无排水取扬压力折减系数α=0.5）图4 坝基扬压力计算简图1、[（78+39）+（39+34.7）]1/2*6*10*10=57210KN2、（34.7+21.7）*18/2*10*10=50670 KN3、（21.7+10.8）*15/2*10*10=24300KN4、（15*10.8）1/2*10*10=8100 KN 7．2模型荷载计算垂直荷载：垂直荷载为自重和扬压力叠加。
模型自重荷载按图3所示分块计算。
1、[（81*12*10*24）-[（78+39）+（39+34.7）]1/2*6*10*10]/ C X =2.93KN 2、[（64+40）*18/2*10*24-（34.7+21.7）*18/2*10*10]/ C X =2.9 KN 3、[（40+20）*15/2*10*24-（21.7+10.8）*15/2*10*10]/ C X =1.395KN 4、[15*20*10*24-（15*10.8）1/2*10*10]/ C X =1.065KN 5、20*30*10*24/ C X =2.4 KN 上游总水压力：1/2*10*78*78*10/ C X =5.07KN压力表读数=246.3*507.5cm=2.93MPa 7．3模型水压力分块计算上游坝面水压力采用油压千斤顶加载方式进行，为了简化油压系统，分区按等荷载方法计算，荷载分成五等份，用五个油压千斤顶施加于各区形心。
水压力分块示意图如下：图5 水压力分块示意图图6 油压千斤顶作用点8．试验程序1．根据相似关系计算施加于模型上的荷载大小（垂直荷载及水压力）。
2．严格按照各种仪器操作规程，作测试前检查及准备工作。
3．打开仪器电源，仪器预热（20分钟）后，进行仪器调试。
4．逐级均匀地施加垂直荷载直至达到设计荷载值。
5．垂直荷载加完以后，再缓慢施加水压力达到设计荷载值。
千斤顶的活塞直径为D=2.1cm 面积 A=3.46cm 2所以油泵压力表读数为：压力表读数=246.3*507.5cm=2.93MPa 6．等变形基本稳定后，开始读各点位移及应变值（各点应变值重复误差±5με） 7．测量完毕，先卸水荷载，后卸垂直荷载。
8．试验结束先关闭所有仪器。
9．成果整理根据相似原理由计算原型各点应力、位移值。
m P C σσσ•= m P C δδδ•=10．绘制断面正应力（x σ 、y σ）和剪应力（xy τ）分布图及结构位移图 11．根据试验结果，评价结构在正常运转情况下的工作状态。
12．收获体会与意见建议。
9．成果整理取三次读数平均值，按下列公式计算各点应力值：)(19002μεεμσ+−=mE x E C )(10902μεεμσ+−=mE y E C )2()1(290045εεεμτ−−+=mE xy E C22124)(212xy x y yx τσσσσσ+−±+=)2(21xy xyarctg σστθ−−=图7 模型断面应力和坝体位移测点布置图10．编写试验报告试验报告内容应包括：试验任务、基本资料、试验方法、试验成果、成果整理与分析、等主要内容。
编写报告应注意条理清楚、文字通顺，对成果的叙述及分析应有实事求是的科学态度。
试验报告由每个同学自己独立完成。
11．注意事项1、本次试验分小组由数人协作共同完成，参加做试验的同学必须按时到达试验室。
2、认真听从指导教师讲解，严格遵守操作规程，坚持先弄懂后操作的原则。
保证试验安全进行。
3、认真听讲，禁止盲目乱动，以免损坏模型和仪器设备。
4、严肃认真，一丝不苟地完成所规定的全部试验任务。
5、出现异常情况，立即报告指导教师进行处理。
6、试验报告编写、试验资料整理、分析由各同学独立完成。
附表1:垂直荷载加载顺序水平荷载：油泵压力表读数： 2.93MPa位移计率定曲线1 2 345 6mm 微应变微应变 微应变 微应变 微应变 微应变0.2 85110 12389123106 0.4 211230 245181248210 0.6 337351 3652743693180.8 462461 4893704924251 585573 606463671533 1.2 710685 730555741640 1.4 836793 847644867748 1.6 960905 9707379898501.8 10821018 109582911159512 12051127 121792212391058。