导截流整体水工模型试验成果报告(DOC)
施工导截流水工模型试验研究报告
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2004年10月
目录
1 工程概况 (5)
2 试验目的及要求 (6)
3 试验依据 (6)
4 模型设计与制造及验证试验 (7)
5 试验内容及成果分析 (9)
5.1 一期导流试验 (9)
5.2 二期导流试验 (13)
5.3 截流试验 (16)
6 结论和建议 (18)
7 附图、表、照片 (20)
1 工程概况
***水电站位于***境内，是***综合利用规划6个梯级中的第4个梯级。坝址位于***上游约6.2km处，上游36.2km为***枢纽工程坝址，下游31km为已完建的***枢纽，距***约49.5km，距离***约95km。
***坝址以上集雨面积1.575万km2，占***流域面积的84%。每年3月进入洪水期，9月进入枯水期，历年实测最大洪峰流量为13100m3/s，历年实测最小流量为30.50m3/s，枯水期多年平均流量为190 m3/s。
坝址处正常水位河床宽约263m，主河道位于左岸，河床从左至右逐渐抬高，河床左侧高程23m，右侧河床高程约30m，河床右岸有较厚的卵石层分布，左岸山体雄厚，植被茂盛，岸坡较陡。
表1 坝址各级洪水频率及相应水位表
表2 施工洪水成果表
42m，相应库容0.73亿m3，死水位41.50m，相应死库容0.68亿m3，水库具有短时调节能力。本工程的主要建筑物有：右岸接头坝、船闸、发电厂房、溢流坝及左岸接头坝等建筑物。
大坝顶高程51.10m，溢流坝段长度243m，溢流坝最低建基面高程22.50m，最大坝
高28.60m，最大底宽22m。共设14个溢流孔，每孔净宽14m，堰型采用平顶堰，堰顶高程27.50m。非溢流坝段总长83m。其中左岸接头重力坝段长27m，右岸接头重力坝段长56m。
发电厂房布置在溢流坝右侧，安装转轮直径为5.20m的灯泡贯流式水轮发电机组3台，单机容量为20MW，总容量为60MW。
船闸布置于右岸，为单线船闸，闸室尺寸：长×宽×水深=80m×12m×2m，上游引航道长约158m，下游引航道长约271m。
施工导流方案：施工导流采用两期三段的导流方案；一期围河道右侧及滩地，施工一、二期结合闸坝纵向混凝土导墙、11#～14#闸坝、厂房、船闸和右岸非重力坝段。二期围河道左侧，施工1#～10#闸坝及左岸非重力坝段。
2 试验要求及目的
2.1 率定原河床不同流量时上0+300m、0+000m、下0+300m的水位，观测流量为Q=1500 m3/s、2610 m3/s、10400m3/s。
2.2 对施工导流各阶段通过不同流量时的流速、流态等水力条件进行观测，为进一步完善导流方案提供试验数据。
2.3 对一、二期基坑施工期导流及通航条件等进行水力观测，对船舶通航的影响提出改进措施和意见。对一、二期施工导流通航条件进行论证。航道口门区水力条件控制指标一般为：纵向流速V≤2.0m/s，横向流速V≤0.30m/s，回流流速V≤0.40m/s，航道要求最小宽度B≥32m，水深h≥2.0m。
2.4 对导流建筑物（过水土石围堰）过水时的水力学条件进行观测，验证围堰结构形式是否满足设计要求，并提出改进和优化意见。
2.5 通过截流模型试验，为设计提供合适的截流方案。
3 试验依据及量测仪器
3.1 试验依据
3.1.1 SL155—95《水工常规模型试验规程》。
3.1.2 SL163.1—95《施工导流模型试验规程》。
3.1.3 SL163.2—95《施工截流模型试验规程》。
3.1.4 试验《合同书》、《任务书》及设计单位提供的相关图纸资料、修改通知等。
3.2 量测仪器
3.2.1 测流量仪器：雷伯克量水堰。
3.2.2 测水位仪器：活动测针和固定测针。
3.2.3 测流速仪器：直读式电脑流速仪。
3.2.4 测动水压力仪器：钢直尺。
3.2.5 模型安装用仪器：经纬仪、水准仪。
以上仪器设备均经有关部门检定合格并在有效使用期内。
4 模型设计与制造
4.1 模型设计
本模型按重力相似准则进行设计，为正态定床（局部动床）导、截流整体水力学模型，其几何比例尺L r=80，其他相应比尺如下：
流速比尺v r=8.94 时间比尺T r=8.94
糙率比尺n r=2.07 流量比尺Q r=57243.30
重量比尺W r=512000 体积比尺G r=512000
4.2 模型制造
模型地形截取范围：上游沿河道长700m，下游沿河道长1200m，模型最大高程为45m。模型地形部分用断面板法安装，断面间隔50cm，用1∶2水泥沙浆抹面，其精度为±1mm，土石围堰的填筑料用d≤0.3m（原型粒径）的模型沙填筑，永久建筑物部分用水泥沙浆人工刮模或用上等木料精工制造并均经腊光，其精度为±0.3mm，上游水位控制点：X=0+250m，Y=上0+300m。下游水位控制点：X=0+350m，Y=下0+600m。
4.3 模型水位率定
根据试验规程及设计单位要求，模型制造完毕后进行率定验正试验，率定流量为Q=1500 m3/s、2610 m3/s、10400m3/s，率定位置为上0+300m、0+000m、下0+300m。率定成果见表3。
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***坝址河段属于弯道河段，主流偏左，从表3中知，水位左高右低，其横向水位差为0.2m～0.3m。模型水位与原型水位比较接近甚至相等，大多数相差5cm～8cm，最大偏差0.2m左右，各流量各断面有所不同，当Q=1500m3/s、2610m3/s、10400m3/s时，0+000断面，模型水位分别比原型水位高5cm、5cm和11cm；上0+300m断面，模型水位分别比原型水位高4cm、－4cm和4cm；在下0+300m断面，模型水位分别比原型水位高13cm、11cm和21cm。可见，模型水位略高于原型水位，但偏差不大，说明模型地形制作精度满足试验要求。
5 试验内容及成果分析
5.1 一期导流
5.1.1 试验内容
5.1.1.1 测量不同流量时上下游水位及水面线。
5.1.1.2 观测不同流量时左侧束窄河道流态、流速分布等。分析左河道束窄后的通航水力条件、围堰的冲刷情况、岸边与纵向围堰的防护措施。
5.1.1.3 测定闸坝纵向围堰（导墙）及上下游围堰沿程水面线。
5.1.1.4 测定围堰过水工况时各部位的流速、流态、水位等。并测定其动水压力（仅测上游围堰2个断面）。
5.1.1.5 提出改善优化的措施和意见。
5.1.2 试验成果及分析
一期导流试验共分三种工况进行试验。
5.1.2.1 工况1原设计方案
（1）基本情况
开工第一年的枯水期先进行右岸一期半年土石围堰的填筑，由束窄后的左侧河道导流和通航，施工一、二期共用的纵向混凝土围堰（导墙）、11#～14#坝、厂房及船闸等。半年土石围堰上游围堰堰顶高程及纵向围堰堰顶高程为35.90 m，下游围堰堰顶高程为34.95 m，顶宽均为7 m，坡度均为1∶2，上、下游围堰与纵向围堰连接的圆弧段用钢筋笼保护。详见图1。一期半年土石围堰运用期为一个枯水期，时段为10月1日至次年的3月31日，其设计洪水标准为P=20%，相应的Q=2610m3/s，相应的上游水位为34.43m，下游水位为33.94m。
试验流量：Q=1500 m3/s、2000 m3/s、2610m3/s，其中2610m3/s为导流标准流量。
（2）Q=2610m3/s时的流速、流态和水位
流速：试验表明，上游围堰圆弧段最大流速为3.18m/s，纵堰左侧的最大流速为2.08m/s，下堰前圆弧段的最大流速为1.54m/s，上、下游围堰的圆弧段及纵堰左侧原设计已用钢筋笼保护，虽然流速较大，但未见有钢筋笼被冲刷起动之现象，上游围堰未保护部份的堰脚最大流速为2.5m/s左右，该围堰是用d≤0.3m的弃碴填筑而成，抗冲能力很低，试验中发现上游围堰未保护的部份有淘冲现象，因此建议，上游围堰在现有保护范围的基础上再向右延长保护25m左右。下游围堰的堰前流速较小，可适当考虑缩短其保护范围，所有保护范围堰脚处的钢筋笼应有一定埋置深度的基础。左岸边的最大流速为3.31m/s，估计对岸边的冲刷不会严重。
流态：因河道缩窄，水流逐渐收缩，颈部流速明显上升，主流居于束狭段中部，上游围堰转角处水流紊动强烈，纵向围堰左侧在0+000断面以上形成回流，回流流速达1.63m/s，这股回流和纵向围堰左侧的紊流对纵堰脚的淘刷破坏力不能低估。上下游围堰前均存在较大范围的回流，但其流速不大，一般0.80m/s左右，估计回流对围堰的安全影响不大。
水位：上游围堰前的最高水位为34.40m，比设计水位34.43m低0.03m，比上游围堰顶高程35.94m低1.03m。纵堰左的最高水位为33.88m。下堰前的最高水位为33.92m，比设计水位33.94m低0.02m，比下堰顶高程34.95m低1.03m，从模型水位判断，围堰顶高程满足要求，但原型中要考虑风浪的作用。
当Q=2000m3/s、1500m3/s时，各部位的流速流态基本相似，比Q=2610m3/s流态好。
（3）通航问题
根据《任务书》提供的通航条件，当Q≤1500m3/s时，束窄左侧河道的面流速小于2.0m/s，满足通航条件，但船只必须靠左岸边行驶。当Q≥2000 m3/s时，不满足通航条件。
工况1各流量的流速、流态、水位等详见图1～图6。
5.1.2.2 工况2原设计方案
（1）基本情况
汛期到来之前全部拆除一期半年土石围堰，由纵向砼围堰及重新填筑的上下游过水土石围堰构成新的围堰，开挖基坑，以继续施工11#～14#坝、厂房、船闸及右岸建筑物。工况2的过水土石围堰的堰顶用砼保护，上下游围堰的上下游面均用钢筋笼保护，上游围堰顶高程为35.60m，下游围堰顶高程为34.95m，上下游围堰的顶宽均为7m，其上下
游坡度为1∶2，下游围堰的中部设有约50m宽的冲水段，缺口用麻袋装沙填筑，当发生大洪水时由冲水段向基坑冲水。纵向混凝土围堰的顶高程为41m，顶宽5m，纵向砼围堰上端点桩号为上0+105.06m，下端点桩号为下0+126.50m，全长231.56m。详见图7。
一期过水土石围堰的运用期为2年。基坑半年施工。
试验流量：Q=2000 m3/s、2610 m3/s、3576m3/s，其中Q=3576m3/s为一期过水土石围堰建成后的最大通航流量。
（2）当Q=2610 m3/s时的流速、流态和水位
流速：因纵向围堰的上下游端均超过上下游围堰，故上下游围堰前的流速不大，一般为0.80m/s，上下游围堰是安全的。受纵堰头部的影响，该处水流收缩，流向偏左，最大流速为2.73m/s，纵堰左侧从0+000断面以上形成回流，回流流速为1.53m/s，水位：上堰前最高水位为34.32m，比堰顶高程35.60m低1.28m，下堰前最高水位为33.98m，比下堰顶高程34.95m低0.97m，从模型水位判断，围堰高度满足要求。
（3）Q=3576 m3/s时的流速、流态和水位
流速：上堰前的最大流速为1.32m/s，下游围堰前的最大流速为0.5m/s，从流速判断，上下游围堰是安全的。纵向围堰左侧产生回流，回流流速2m/s，河床表面的覆盖层和风化基岩层会有一定的冲刷。
水位：测得上堰前最高水位为35.37m，比上堰顶低0.23m，下堰前最高水位为34.80m，比下堰顶低0.15m，模型中上下游堰前水位波动约0.3m，原型中在风浪作用下水位波动可能会更大，基坑可能已经进水。建议发生Q=3576 m3/s时，提前向基坑冲水。
5.1.2.3 工况2修改方案
由于纵向混凝土围堰左侧水流条件较差，为改善此处水流流态，同时也为了节约工程量，缩减工期，将纵堰上游段从上0+59.68m开始以20%往上游降坡，高程由41m降至32m，下游从下0+86.50m至末端平降至35m高程。试验成果表明，该方案达到了使水流平顺绕过堰头、落差降低，水力条件较好。纵向围堰头部左侧的回流强度有所减弱，当Q=2610m3/s时，回流流速由原来的2.0m/s降低至1.3m/s。纵向围堰末端经修改后，流速、流态略有改变。经以上修改后，对围堰的安全没有影响。修改后可节约砼量约2200m3。
工况2各流量的流速、流态、水位等详见图7～图13。
5.1.2.4 工况3原设计方案
（1）基本情况：工况3的围堰与工况2（修改方案）相同，11#～14#闸孔、厂
房、船闸上游导航墙及厂前拦沙堤、1#导墙（厂坝导墙）等均已施工完成，工况3的流道为左河道和11#～14#孔。详见图14。
试验流量：Q=10400 m3/s、7900m3/s。
（2）Q=10400 m3/s时流速、流态和水位
流速：上游围堰前V=2.83m/s，上游围堰顶V=4.50m/s，上游围堰后V=2.64m/s，由于厂前拦沙堤的导向作用，水流过上游围堰后，在底部形成一股由右向左（与堰脚平行）的斜向水流，其V=3.30m/s，这股水流严重冲刷堰脚，对上游围堰的稳定十分不利。同时由于这股斜向水流比较强烈，导致11#～14#孔过流极不均匀，从流速可以看出，14#孔内的流速V=0.60m/s，靠厂房一侧还存在回流，说明14#孔过流量很少，其它各孔的流速一般在3.5m/s左右。水流到达下堰时受围堰的阻挡而流向偏右，其上游面的流速为3.64m/s，下堰顶的最大流速为5.49m/s，发生在下堰的左侧。下游围堰的下堰脚则有一股由左向右与堰脚平行的斜向水流，其流速达 3.63m/s，这股水流较强烈且流向极不稳定，底部水流紊动强烈，堰脚受到严重的冲淘刷，围堰的安全没有保障。纵堰左侧的最大流速为5.63m/s，发生在流态恶劣的纵堰头部，该部位的冲刷严重。因此，纵堰的基础必须放在抗冲能力大于6m/s的基岩上。下游引航道内有一股回流，流速为1.26m/s，洪水期回流可能会将部分泥沙带到下航道内落淤。左岸边的最大流速为 5.18m/s，发生在下0+100m区域，由于流速较大，对左岸边坡的稳定要有足够的重视。
水位：上堰前的最高水位为39.98m，堰后的最高水位为39.74m，落差0.24m，上堰顶的最大水深4.38m。下堰前的最高水位为39.28m，堰后水位为38.82m，落差0.46m。纵堰右的最高水位为40.10m，比纵堰顶低0.90m，纵堰左的最低水位为38.46m，纵堰左右水位差为1.64m/s。
流态：纵堰头部的上层水流由右向左，左侧底部水流则为正向，此处水流交错，流态紊乱恶劣。纵堰末端水流由左向右，与过堰水流相互交织，使下堰后左侧底部流态极不稳定。
（3）Q=7900m3/s时流态与Q=10400m3/s的基本相似，流速降低。
5.1.2.5 工况3修改方案
由于工况3原方案局部地方的流态较差，如上、下围堰后均存在较大的斜向水流，对围堰的安全十分不利，因此需要进行一些修改，主要的修改部位有：厂前以上部分的厂坝导墙暂不施工；拦沙堤暂不施工；纵堰末端原降至35m高程的部位，其左侧1.5m 宽度（宽度由设计确定）恢复到41m高程，右侧3.5m宽度仍为35m高程。详见图18。
试验证明，经以上修改后，整个流态仍然与原方案相似，但水力条件得到明显改善，如Q=10400m3/s时，上游围堰下堰脚由右向左的斜向流速由3.3m/s下降到2.16m/s，最大流速仍然发生在下堰脚的右侧。下游围堰冲水缺口前的堰脚流速为 2.34m/s，方向由左向右。下游围堰的下堰脚左侧的流速为1.60m/s，比原来的3.63m/s下降了近2m/s，可见纵向围堰末端加高到41m高程将左右水流分开是有好处的。14#孔过流量仍然很小。左侧河道的流态与原方案相似。
综合分析认为：工况3的修改是合理的，降低了流速、改善了水流流态，但堰脚各处的流速仍然较大，堰脚虽然有钢筋笼保护，但如果水流把覆盖层冲刷后，个别钢筋笼的起动会恶化局部流态，钢筋笼有连片起动的可能，堰脚有可能坍塌，围堰的安全受到威胁。因此建议上、下游围堰的堰脚处钢筋笼应有一定埋深的基础，且基础底的抗冲能力应大于3m/s以上。
工况3各流量的流速、流态、水位等详见图14～图19。
5.2 二期导流
5.2.1二期导流原设计方案（定床试验）
5.2.1.1 试验工况
第三年枯水期进行左岸二期土石围堰填筑，由11#～14#闸孔导流，利用二期围堰及一期建成的4孔闸坝挡水及发电（考虑一台机发电，Q=230m3/s），由已建好的船闸通航，通航最低水位为39.5m。
二期导流上游土石围堰的设计洪水标准：P=10%，Q=3440m3/s，时段为10月1日至次年3月31日，上游计算水位为38.69m，堰顶宽7m，堰顶高程为41m，上游坡1∶3.5，下游坡1∶1.5，上游坡从右端点开始往左30m内用浆砌块石80cm厚护面。
二期导流下游土石围堰的设计标准：P=20%，Q=2610m3/s，时段为10月1日至次年3月31日，下游计算水位为33.95m，堰顶宽7m，堰顶高程为35m，围堰轴线长度为179.80m，上游坡1∶1.5，下游坡1∶3.5，下游坡从右端点开始往左30m内用浆砌块石80cm厚护面。
纵向围堰为一期已建好的砼围堰。详见图20。
5.2.1.2 试验内容
（1）Q=2610m3/s时闸门全开情况下，观测上下游的堰前水位、纵向导墙及4孔溢流坝下游流态及流速分布、纵向导墙沿程水面线。
（2）Q=1500m3/s、3576m3/s、2610m3/s时，4孔闸门运行，上游控制水位为39.50m，一台机发电情况下，测定船闸上、下游引航道和口门区流态、流速分布。
5.2.1.3 试验成果及分析
（1）Q=2610m3/s，闸门全开、机组不过流工况
水位：上堰前最高水位为38.74m，比上游围堰顶高程41m低2.26m，上游围堰前水位波动值在0.4m左右。下围堰前的最高水位为34.43m，比设计水位33.95m高0.48m，比下游围堰顶高程35m低0.57m，下游围堰前的水位波动约0.32m。纵向围堰右的最高水位为38.72m，比纵向围堰顶低2.28m。
流速、流态：厂坝导墙及纵堰头部流态较差，并形成横向水面突降，厂坝导墙在上0+60m断面处，落差达3.68m，流向由右向左。纵堰头部在上0+80m断面处的落差为2.24m，流向由左向右，这两股横流流量集中，该处流速达6.26m/s~7.26m/s，将会对厂坝导墙头部左侧和纵向围堰头部右侧造成较严重的冲刷。上堰前流态较好，流速较小，其最大流速为 1.50m/s，发生在纵堰头部左侧，该部位为浆砌石护面，估计围堰是安全的。下堰前存在大范围回流区，最大回流速为0.8m/s，流速较小，估计由回流淘刷下堰脚的可能性不大。11#～14#孔前后的流速及尾水渠右侧的流速都很大，其最大流速达9.53m/s。远远大于河床的允许抗冲流速，河床将受到严重的冲刷，同时尾水渠和下游引航道将会严重淤积。
（2）Q=2610 m3/s、3576m3/s、1500m3/s时，利用11#～14#孔闸门控制（闸门开度均为5.2m）上游水位为39.50m，机组一台机发电。
a) 当2610m3/s时，上游水位比不控制时增加了近1m，上游流态较不控制时明显得到改善，厂坝导墙及纵堰头部的横向水面跌落减少了1.0 m～1.5m，闸前流速由6.08m/s 下降4.2m/s左右，上游引航道口门区及以上的右岸边为较大范围的回流区，但回流速不大，一般在0.1 m/s～0.2m/s，满足通航要求。利用闸门控制过流量，池内流态为淹没底流，旋滚水体消除了部分水流能量。同时，发电尾水阻碍下游水流向右扩散，减轻了右岸回流，于通航有利。下引航道口门区及以下的右岸边为大范围回流区域，回流流态很不稳定，时强时弱，有碍通航，下引航道口门区回流速为0.1 m/s～0.2m/s，下0+500m 处的右岸边，回流速为0.3 m/s～0.6m/s，下0+640m处的右岸边，回流流速达1.17m/s。
b) Q=3576m3/s时，上游围堰前水位为40.96m，比设计水位39.50m高1.46m，比上游围堰顶高程41m低0.04m。下游围堰前的最高水位为35.36m，比下游围堰顶高程35m高0.36m，由此可见，上下游围堰顶高程不满足要求。由于上游水位高，闸门已无法控制，溢流坝过流为不控制过流，此时已无法按设计要求进行试验。下引航道口门区及以下的回流较大，不满足通航要求。
c) 当Q=1500m3/s时，整个上、下游流态较2610m3/s时有很大改善，满足通航条
件。
5.2.2 二期导流修改方案（动床试验）
5.2.2.1 修改情况
原方案中消力池以下的流速很大，冲刷将十分严重，同时冲刷物又将会严重淤积尾水渠和下游引航道，但原方案为全定床，无法判断其冲淤程度，因此必须做局部动床试验，以分析了解下游河床的冲淤情况。动床范围：消力池后至下0+250m，右至尾水渠左，左至纵堰右。其中消力池后至一期土石围堰以内开挖至26m高程，其余为原地形。
动床沙的选择根据设计单位提供的有关资料，26m高程以上为砾石覆盖层，26m高程上下为强风化层，由此选定动床范围的允许抗冲流速为：26m高程以上2.5m/s, 26m 高程及以下3.5m/s，根据选定的允许抗冲流速分层铺设动床模型沙进行试验。
试验流量Q=1500 m3/s、2000 m3/s、2610m3/s。上游水位均控制39.50m。机组过流量为2台×176m3/s?台=352 m3/s。
试验内容同5.2.1.2。
5.2.2.2 闸门局部开启试验，Q=2610m3/s
冲刷情况：闸门不同开启度试验之前，曾做过闸门同一开启度的试验，从试验成果看，存在的主要问题是右侧冲刷严重，且水流向右扩散把冲刷物体带到尾水渠内落淤，影响尾水渠的正常运行，这是由于厂坝导墙短造成的。为了改善这不利情况，必须进行闸门不同开启度的试验，经多种不同开度试验表明，中间的12#、13#孔宜开大开度，两边的11#、14#孔宜开小开度，11#孔比14#孔又可以开大一级的开度，通过多次试验最后确定：11#、12#、13#、14#孔的开度分别为5 m、6 m、6 m、3m。试验结果表明，此开度是合适的，14#孔开小后，单宽流量变小，闸下出流为淹没出流，14#孔护坦末至厂坝导墙末内的冲刷与相同开度时比较有所改善，其冲刷最深点由22.62m提高到23.58m高程，厂坝导墙末以下基本不冲，故未发现冲刷物体进入尾水渠内落淤。其他各部位的冲淤情况基本相同。
流态：上游水面平稳，闸前旋涡不明显，闸下出流14#孔为淹没出流，其他孔为自由出流，坝下流态为淹没底流。
流速：坝前流速较大，坝上0+60m流速达4.16m/s，大于允许抗冲流速，且堰面比地形低，估计坝前的冲刷是严重的，如大量的冲刷物被带到下游，则下游的冲淤将会更加严重，尾水渠内的流速一般在1.5m/s，如冲刷物在尾水渠内落淤，再次起动是很困难的。
引航道内的流速、流态：上游引航道口门有回流区，但回流流速不大，一般在0.4m/s
以内，横向流不太明显，满足通航要求。下游引航道口门区附近是一个回流区，回流流速在0.2 m/s～0.4m/s左右，满足通航要求。下游引航道口门区以下回流流速较大，在右
岸边回流速达0.80m/s左右，下引航道内，回流速一般为0.4~0.5m/s，不满足通航条件。Q=1500m3/s、2000m3/s时，整个流态比Q=2610m3/s好，未见冲刷物进入尾水渠内，也
满足通航条件。
二期导流流速、流态、冲刷详见图20~图25。
5.3截流试验
5.3.1基本工况
第三年9月下旬进行截流，截流洪水标准为P=20%，Q=245m3/s。龙口布置在纵向砼围堰左侧，截流时采用从左岸往右岸单向进占，立堵截流，截流期间主要由11#～14#孔及龙口过流。上游一期土石围堰全部拆除至原河床。截流戗堤左端点为：X=0+22.40m，Y=上0+76.354m，右端点为X=0+199m，Y=坝上0+33.98m，戗堤轴线全长约170.50m，戗堤顶高程为32.30m，戗堤顶宽度15m，上游坡1∶1.4，下游坡1∶1.5。根据材料来源的实际情况，进占材料以普通开挖石碴为主，以大块石头为辅，尽量不用或少用其他特殊材料。设计抛投强度为一分钟一车，采用20T自卸汽车，每车约10m3≈17.6t。5.3.2 试验内容
5.3.2.1 分别测试龙口宽度为60m、40m、20m时的水位、落差、流速、单宽功率等各水力要素及抛投情况。
5.3.2.2 分析截流过程中对通航的影响。
5.3.2.3 研究一期围堰拆除程度对截流的影响。
5.3.2.4 截流布置及建筑物修改试验。
5.3.3 试验成果及分析
5.3.3.1 未进占前
根据二期导流的试验成果，一期上、下游围堰拆除至原地面高程，所以在未进占情况下，右侧11#～14#孔已经分流，各处流态较好，水流平顺，流速很小，戗堤范围的流速一般在0.3～0.6m/s，水面无明显落差，戗堤轴线处水位为31.06m，水深约2.5m左右，通航条件良好。
5.3.3.2预进占区
预进占区的进占长度为110.50m，约占戗堤总长度的65%，龙口宽度为60m，虽然河道被缩窄了65%，但由于右侧分流条件好，所以龙口的流态没有太大的变化，流速比
较小，只有1.0m/s左右，戗堤前后的水位差为0.16m，戗堤后为大范围的回流，但回流速小于0.5m/s。预进占区所用材料为d≤0.1m的普通开挖石碴，由于流速小，落差小，所抛投的材料未见有流失现象，进占顺利，预进占区共抛投材料约20000m3，进占历时约35h。
从图26可知，龙口及其上下游附近水域的流速为1.0m/s左右，满足通航条件，可以通航。
5.3.3.3 Ⅰ区
Ⅰ区进占长度为20m，总进占长度为130.50m，龙口宽度为40m，由于预进占区末的流速和落差都很小，所以Ⅰ区仍然用d≤0.1m的普通开挖石碴进占，至Ⅰ区末时，流速为1.3m/s，戗堤前水位为31.28m，仅比未进占前升高了0.2m，Ⅰ区各处流态较好。堤头上游角的小粒径材料略有流失，但未见有流失到戗堤外，Ⅰ区抛投材料约3600m3，进占时间为6h。
进入Ⅱ区以后，拟断航为好。
5.3.3.4 Ⅱ区
Ⅱ区进占长度为20m，总进占长度为150.50m，龙口宽度为20m。至Ⅰ区末时，堤头上游角的细粒径材料有流失现象，因此从Ⅱ区开始，抛投材料为d≤0.2m的普通开挖石碴，抛投量为3072m3，到Ⅱ区末时，右侧的分流量为213m3/s，分流比约占总流量的87%，龙口流量仅有32 m3/s，龙口单宽流量为1.6m2/s，龙口单宽功率为3.14kW/m，流速为1.85m/s，落差为0.20m，这些数据表明，截流尚未进入困难阶段。
5.3.3.5Ⅲ区
Ⅲ区为合龙区，龙口宽度仅有20m，Ⅲ区开始时仍用d≤0.2m的普通开挖石碴进占，当进占到10m总进占长度到达160m左右时，戗堤头坡脚已经延伸到纵堰左的堰脚处，龙口呈“▽”形断面，各水力要素达到峰值，此时测得流速为 2.36m/s，单宽功率为11.30kW/m，由于流速和单宽功率较大，上游角的抛投料有部分流失，因此从Ⅲ区开始，上游角用d≥0.2m大块石先进占，戗堤轴线以下用小一级的材料跟进。当进占到即将合龙时，戗堤与纵堰间仅下一条水槽，形同溪水，底部由于材料的流失而形成纵坡，水浅流急，此时测得流速为2.53m/s，为截流全程最大流速。Ⅲ区的抛投量为d≤0.2m的材料1536m3，d=0.2～0.3m的材料1536m3，进占历时约6h。
合龙后，测得戗堤前水位为31.46m，比设计的戗堤顶高程32.30m低0.84m，戗堤后水位为31.06m，戗堤前、后水位差为0.40m。
5.3.4 截流综述
5.3.4.1 纵观截流全程，戗堤进占基本上分为容易和比较困难两个阶段，从左端点至150m（Ⅲ区以前）为容易阶段，本阶段龙口宽，落差小，流速小，抛投材料为d≤0.2m 的普通开挖石碴，材料少有流失，进占顺利。进入Ⅲ区后至合龙为比较困难阶段，本阶段龙口被逐步缩窄，流速和落差逐步增大，堤头上游角的材料时有流失，由于部分材料的流失而使龙口形成纵坡，使各水力要素达到峰值，增大了截流的难度，以至于从Ⅲ区中以后要抛投大块石才得以合龙。截流全程没有出现极其困难阶段。
5.3.4.2 进占抛投方法基本上是上游角先进占，下游角跟进，进占出现比较困难时，上游角用大块石先进占，下游角用小一级的材料跟进，但上游角不能超前太多，否则下游角会出现回流淘刷。
5.3.4.3 戗堤下游左侧为大范围回流，但回流速不大，一般为0.5m/s左右。回流淘刷戗堤脚的可能性不大。
5.3.4.4本截流试验为全定床试验，没有模拟河床的覆盖层，在原型截流过程中，龙口的覆盖层可能会有一定的冲刷，增大截流难度及抛投量。
5.3.4.5 右侧11#～14#孔水流平顺，水位差小，无异常流态。11#～13#孔流速分布趋于均匀。
截流试验各区流速、流态、水位分布详见图26～图31。
截流试验各区水力要素及进占材料抛投情况详见表6、7。
6 结论与建议
6.1 在一期施工导流、工况1条件下：
6.1.1 一期导流半年土石围堰顶高程满足要求，但上游围堰上游面的保护范围稍短，建议在原设计方案保护范围的基础上，再向右延长25m左右。
6.1.2 下游围堰的堰前流速较小，钢筋笼的保护范围可适当缩短。
6.1.3 Q=1500m3/s时，束窄河道的通航条件满足设计要求，但船只必须靠左岸边行驶。Q≥2000m3/s时，不满足通航条件。
6.1.4 纵向围堰左侧的回流流速较大，建议在0+000以上采取抛石等措施适当对堰脚进行防护。
6.2 在一期施工导流、工况2条件下：
6.2.1 当Q=2610m3/s时，上下游围堰的顶高程满足设计要求。当Q=3576m3/s时，
上下游围堰处于漫顶的临界状态，此时需采取防护措施（如提前向基坑冲水）。
6.2.2 纵向混凝土围堰修改后，能改善流态，并节约工程量，建议纵向围堰上游端按修改方案施工。
6.3 在一期施工导流、工况3条件下：
6.3.1 原设计方案上游围堰的下游面有一股由右向左（与堰脚平行）的斜向水流，下游围堰的下游面则有一股由左向右的斜向水流，这两股斜向水流的流速较大，有淘冲堰脚的可能，围堰的安全没有保证，建议在此处加强防护。
6.3.2 经试验论证，一期施工导流工况3修改方案是可行的，推荐一期施工导流实际施工采用工况3修改方案。
6.3.3 所有用于保护围堰的钢筋笼必须铺设平整，防止个别起动后引起连片起动。围堰脚的钢筋笼应有一定埋深的基础，不能铺在覆盖层上面。
6.4 二期施工导流原设计方案、定床、闸门全开、机组不发电工况下：
6.4.1 Q=2610m3/s时，上游围堰顶高程满足,下游围堰顶高程安全超高不够。上游围堰前的保护范围合适，下游围堰前的保护范围可以适当缩短或采用抛石等简单保护措施。
4.4.2 Q=3576m3/s时，由于上游水位高，闸门已不能调节控制，无法按设计单位的要求进行试验。
6.5 二期施工导流修改方案、动床、2台机组发电工况下：
6.5.1 消力池尾坎至下游围堰范围内开挖到26m高程，试验效果较好。建议按此施工。
6.5.2 11#～14#孔闸门的调度运行，推荐按（表4）进行闸门开启调度。
6.5.3 纵向围堰右侧冲坑最深点为22.62m高程，坡度比不满足最小坡度比的要求，请注意纵堰的稳定和安全。
6.5.4 坝前流速较大，建议将坝前至上游围堰内范围的覆盖层挖去,以免被水流带到下游淤积尾水渠及航道。
6.5.5 Q=2610m3/s时，上游通航条件满足，下游通航条件不满足。Q≤2000m3/s时，通航条件均能满足。
6.6 截流
6.6.1 一期上、下游围堰拆除至原地面，分流条件好，推荐实施。
6.6.2 从Ⅲ区开始，戗堤进占进入比较困难阶段，为减少流失，上游角应适时抛投大块石，同时要加大抛投强度，使整个截流一气呵成。
6.6.3合龙后戗堤前水位为31.46m，比戗堤顶高程32.30m低0.84m，戗堤安全超高似嫌不足，应即时对戗堤加高培厚。
6.6.4抛投材料可按表的规格及数量备料，考虑到原型与模型可能存在一定的差异，备料时数量应适当增加，同时建议准备一些d≥0.5m大块石及少量10T左右的钢筋笼。
6.6.5在预进占期间，龙口可以通航，但船只宜靠右岸航行，截流进入Ⅰ区以后，建议断航。
7 附表、照片、图
表4 二期导流闸门开启程序表
表5 泄流能力表
表6 截流试验龙口各水力要素表
第19 页共56 页
表7 截流试验进占材料抛投情况表
第20 页共56 页
水工模型试验作业
水工模型试验与数据处理 试验报告 学院（系）: 专业： 学生姓名： 学号： 指导教师： 评阅教师： 完成日期： 大连理工大学
目录 实验一底流消能实验 (2) （一）实验安排 (2) （二）实验设备与仪器 (2) （三）实验步骤与方法 (3) （四）实验数据处理及结果分析 (4) 1、实验数据 (4) 2、理论计算 (5) 3、试验与计算的对比结果 (5) 实验二渗流水电模拟实验 (7) （一）实验安排 (7) （二）实验设备与仪器 (7) （三）实验步骤与方法 (7) (四)实验数据处理及结果分析 (8) 1、渗流计算 (8) 2、渗流速度的计算 (9) 3、渗流压力的计算： (9) 4、流网图 (10)
实验一底流消能实验 （一）实验安排 观察、描述底流消能现象，测量一个确定水位下的水跃长度、共轭水深、消能墙高度、消力池长度，并与计算值进行比较，计算消能率。 图1 试验原理图 （二）实验设备与仪器 a.实验水槽； b.溢流坝模型； c.消力坎（消能墙）； d.电磁流量计； e.测针。
图2 试验设备图 （三）实验步骤与方法 1、记录相关常数 （1）测量实验水槽槽宽，槽宽为10cm； （2）记录消力坎坎高 2cm ； （3）测量槽底高程 35.52cm ，计算坎顶高程 37.52cm ； （4）测量溢流堰顶高程 45.52cm ，计算溢流堰高 10cm ； m/3。 （5）打开进水阀放入适量的流量，记录流量计读数7.18h 2、观察溢流坝下游的水面衔接形式 调节尾门，使下游水位抬高，使水流分别产生远驱式水跃、临界水跃、淹没式水跃，观察其现象。 3、放入消力坎（消能墙），调节形成临界水跃 将消力坎放入水流中，调整消力坎，使池内形成稍许淹没的水跃，同时调尾门使墙后与下游的水流衔接为临界水跃或淹没水跃。
某水利水电工程水工模型试验报告
某水利水电工程水工模型试验报告115349763.doc 目录 .................................................................... ...................................................... 1 1. 概述 1.1 工程简 况 ..................................................................... .. (1) 1.2 试验资 料 ..................................................................... .. (1) 1.3 试验目的及研究内 容 ..................................................................... (2) 2 模型试验设计和制 作 ..................................................................... .. (5) 2.1 模型试验主要依 据 ..................................................................... . (5) 2.2 模型要 求 ..................................................................... .. (5)
2.3 模型量测仪器及设 备 ..................................................................... (6) 3. 设计方案试验成 果 ..................................................................... .. (7) 3.1 泄流能 力 ..................................................................... .. (9) 3.1.1 泄洪放空洞泄流能力...................................................................... .. (9) 3.1.2 溢洪道泄流能力...................................................................... .. (11) 3.2 泄洪放空洞水力特性简 述 ..................................................................... .. (13) 3.3 溢洪道水力特性简 述 ..................................................................... . (13) 4. 优化方案 I ...................................................................... . (14)
建筑模型制作实验报告
建筑模型制作实验报告 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
学生实验报告 （理工类） 课程名称：规划设计模型制作专业班级：城乡规划 学生学号：学生姓名： 所属院部：建筑工程学院指导教师：刘琰 2014——2015学年第 2 学期 金陵科技学院教务处制
实验项目名称：江宁校区总体规划模型制作实验学时：24学时 同组学生姓名： 实验地点：实验楼B203 实验日期：实验成绩： 批改教师：刘琰批改时间： 一、实验目的和要求 目的：1、学习利用规划模型分析总平面的布局 2、学习规划模型的制作方法 要求：在读懂图纸的基础上，通过对空间、功能、结构、环境、流线、体量、外观、平面到剖面、几何关系、基本形状、逻辑关系等方面进行总体分析， 理清建筑平面和空间的组成关系，理清建筑与道路的关系，最后完成规划 模型的制作。 二、实验仪器和设备 1．测绘工具 三棱尺(比例尺) 、直尺、三角板、弯尺 (角尺) 、圆规、游标卡尺、蛇尺等。 2．剪裁、切割工具 勾刀、刻刀、裁纸刀、角度刀(45o) 、切圆刀、剪刀、手锯、钢锯、电磨机、电热切割器等。 3．打磨喷绘工具 砂纸、锉刀、什锦锉、木工刨、台式砂轮机。 4.粘合剂 三、实验过程
第一次模型制作实验课在工科楼模型教室，之前老师在多媒体教室跟我们讲解了模型制作的工具，材料等基本知识，发任务书。 这一次在模型教室老师带我们参观了一下往届做的模型，看到学姐学长的作品时，感觉有点震惊，稍微有点不自信，但是在我们仔细参观与讨论我们自己组用的材料与制作流程后，我立马又斗志昂扬了起来。参观完往届作品后，我们确定小组成员，小组开始确定制作模型所需的材料，大致分配了任务，男生做模型，女生做细节部分。我们组的组员经过积极热烈的讨论，初步确定了地形，草，建筑的材料，地形采用灰色纸板，草为普通草皮，多数建筑为PVC板为骨架，少部分为泡沫，同时大概制定了制作流程与方案。 方案确定后，我们小组成员在第二天就全部出发去购买制作模型所需的材料，我们按着讨论后的清单购买，包括灰色的卡纸、厚泡沫板、薄木板、PVC板、树粉、树干，草皮，胶水等一系列材料。 感悟：在此次购买中，我们小组有着很激烈的讨论，虽然在昨天已确定好清单，但是到了店里发现我们考虑的还是不够周全。 第二次模型制作实验课我们通力合作，用木板做底将买来的厚泡沫板做第二层底，上面再铺一层厚的PVC板，层与层之间用双面胶与泡沫胶粘合。其实我们在黏板的事先并没想好用什么黏，我们是在仔细观察了其他的组用的粘合材料后经过比较后讨论决定的，这也算取长补短了。我们一边黏一边试试粘合的效果，感觉比较结实。然后用复写纸将打印好的cad 地形描到买好的灰色卡纸上，而我则负责将地形上的绿地剪出来，作为之后剪草皮的模板。这是一件费时费力的工作，因为老师给我们的学校地形
模型制作实验报告
模型制作实验报告 1、实验目的与要求 通过本次实验练习模型制作，熟悉建筑模型材料的种类、特性，学会使用钢尺、美工刀等模型制作工具，基本掌握模型的制作技法。为将来在箭镞设计课程中使用模型推敲方案打下基础。要求根据课程设计命题，结合自身设计概念制作模型，可以有一定的取舍，不能有大的错误，制作认真仔细，整体模型干净利落。最后完成得模型要求按照自己的设计方案，体块表现清楚，有自己的风格。 2、实验方案： 结合课程设计的进度，在一草方案后制作工作模型，用于推敲建筑环境、建筑体量、材料、色彩等方面要素，学习以制作模型的形式激发创作灵感、推进方案设计。在基本明确建筑设计方案后进行模型制作设计，选用卡纸、PVC板等作为主材，适用选用色纸、瓦楞纸、型材等作为辅材，利用钢尺、美工刀、模型胶等工具制作建筑模型呈现设计方案。 3、实验过程和数据处理： 听取了专业老师的意见后，我使用了pvc板（厚度为2cm）和kt板作为这次作业的模型主要材料。Pvc板作为主模型的材料，因为其比较结实，不容易被破坏，而且表面平滑，外观看起来十分规整。而kt板则作为模型底座的材料，在kt板上容易插入模型花和粘贴模型人，但是kt板不能与502胶水接触，其会被腐蚀。所以在制作模型时，对于底座的粘合，我使用的是u胶，而pvc板的粘合我会根据需要，使用u胶和502胶水。这次制作模型需要用到的工具中，有手术刀，ut刀，直尺、90度尺、切割板u胶、502胶水等。 考虑到这次制作的模型是塑料模型，因此所需用到的工具比较少。而这次制作模型的手法，鉴于我是大一新生，在经济和知识掌握程度的限制上，我是手工制作模型的。在制作模型时，有直接粘合、镶嵌粘合和穿插的步骤。在制作模型时，我曾经遇到因为粘合位置特殊的原因，很难把两块pvc板粘合在一起或者由于柱子太长，不能轻易与pvc板粘合的问题。一开始我是使用u胶粘合的，但后来发现，原来在一些地方，可以用502胶水作粘合剂，但是值得注意的是，在使用502胶水前，应该确认是否这样粘合，一旦粘合错了，分离工作会很难，而且强制分离会破坏pvc板。另外，在制作模型是，我会发现自己设计的建筑，有些地方做起模型来，会有比较大的难度，会花比较多的时间，于是自己会在考虑是否应该对原来的设计方案进行修改，而如何修改，这又是需要慢慢去思考的，因此，在做模型的时候会发现不少的对设计有用或使你感到困惑的东西。在数据处理方面，我认为做模型对数据的处理十分有用，因为当你把设计从二维转化为三维时，你会发现，你所定的数据不适合人体的模度，对于整个场地的迎合十分不适合。当然，在处理数据时，一些建筑规范是不能忽略的，你的数据可能是不可能实现的东西。因此，在数据处理是，要遵守人体的模度、整个场地的迎合和建筑规范来进行。另外，在处理数据时，我一般时先定大范围的数据，在处理小地方的数据的。可能两方面一起处理会比较好，这我会更加留意这一点。而在数据的整理时，对于复杂的数据，我通常是结合场地的情况稍作调整，当你做出一个模型时，1：20或更大的比例模型用于观察这建筑是否适合人的模度，1:100或更小的比例模型用于观察这建筑是否迎合整理环境的。我制作了1:100和1:50的模型进行分析，最后定出了我的模型方案。
水工结构静力模型实验指导书
水工结构静力模型实验指导书 河海大学 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则具有重要的意义，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。 c.半整体结构模型试验： ②按作用荷载特性分类 a.静力结构模型试验：研究水工建筑物在静荷载（静水压力、自重、温度等）作用下
水工模型试验测量技术综述
水工模型试验测量技术综述 摘要:水工模型试验是解决工程实际问题，为理论研究和工程设计提供依据的重要手段。基础数据的准确度与精确度直接关系到试验成果的质量，因此试验中的测量技术非常关键。流速、流量、水位、压力、地形、泥沙含量等是模型试验中测量的主要数据，本文主要介绍了模型试验中这些数据的测量技术及存在的问题。 关键字:水工模型试验测量方法发展现状问题分析 引言 水工模型试验是根据相似原理，按照一定的相似比将需要研究的对象，如河流、水工建筑物等按一定比例缩小后，在缩小的模型中复演与原型相似的水流，进行水工建筑物各种水力学问题研究的实验技术，旨在定性或定量的揭示其运动规律或水力学特性，为理论研究和工程设计等提供依据。 自1870年弗劳德(Froude)首先按水流相似准则进行了船舶模型试验以来，随着水利事业的发展，水工模型试验水平在很大程度上有了提高，在理论设计、模型制作、试验测量、数据处理等方面都有了创新突破和发展。 模型试验中的数据测量对试验结果的质量起着至关重要的作用，数据的精确度和准确度直接关系到科研成果的质量。在水工模型试验中主要需要控制和测量的参数有流速、流量、水位、压力、地形、泥沙等，测量仪器的精度、范围、性能等决定着测量结果的准确性，因而优良的测量技术是模型试验的前提和保障。近年来随着激光技术、超声波技术、计算机技术及数字图像处理技术等先进技术的发展，模型试验测量技术有了较快的发展，但尚存在一些问题有待进一步研究，本文主要论述模型试验测量技术的发展及现在存在的一些问题。1.发展现状 1.1流速测量技术 流体的流速是流场最基本的物理量之一，对流体流动特性的认识很大程度上取决于流场的获得，而大多数描述流场的物理量都直接或间接与流速有关，如环量、涡量、流函数、流速势函数等等。在模型试验中流速的测量非常重要，随着技术的创新突破，流速的测量技术取得了较快的发展，从单点流速测量发展到多点测量，从单向到多向、从稳态向瞬态发展，从毕托管、旋浆流速仪、热线/热膜流速仪、电磁流速仪、超声波多普勒流速仪（ADV）、激
水利工程实验技能
数值模型试验在水利工程中的应用摘要 关键词
一.引言 随着科学技术的发展，计算机科学技术的日益更新和在各领域的广泛应用，不仅在人们的生活、文化方面产生重大的变革，在工程实验方法中也有所改变，并展现出了突出的优点。试验方法主要包括原型观测试验和数值模型试验。物理模型是用一个较小尺寸的模型来尽可能精确的模拟原型的一种模型。物理模型的目的在于，通过一定的模型法则来模拟或者预测原型的行为状态。在自然科学系统的研究中有很多的建模方法。其中最重要的是物理模型和数学模型。物理模型可能是硬件模型或计算机模拟模型。数百年来，在原型结构设计、修改和建造过程中，模型也被列入工作计划内。船舶模型的作用是多种多样的,如在确定的货舱和压载舱的位置。力学模型是工业革命期间开始使用的，水力模型试验可追溯到十九世纪。近海工程模型对许多港口的发展、防波堤、系泊码头等非常有用。物理模型试验的主要益处之一是可以获得极有价值的信息，这种信息可以以极小的代价来预测原型成功性的概率。可以定性的对其进行观测。当原型的分析相当复杂的时候，引入物理模型就显得相当有必要。在其他情况下，型通常被用来验证简化假设所涉及(或内在)在大多数分析解决方案,包括高阶效应。但是，物理模型试验不能定量的对工程进行分析，因此，也就得不出精确解和从微观方面对工程作出深入的分析了解。着对于工程来说不仅可能造成资源的浪费，也可能因禅城较大的误差而出现工程事故。因此，又要在设计方法上有必要进行改进。 数值模型就是可以用数值或者能够定量计算而建立的模型，可以应用到生物学、天文学、医药学等等许多领域，同时，在水利工程方面应用也特别广泛。这种方法不仅能在计算机上进行模拟计算减少工程造价，而且还能够进行对多目标、多约束的工程问题进行很有效的优化。从而大大提高了我们对复杂问题的求解，在安全和经济的前提下进行优化分析。 二.数值模拟的步骤 数值模拟技术诞生于1953年Bruce G.H和PeacemanD.W模拟了一维气相不稳定径向和线形流。受当时计算机能力及解法限制，数值模拟技术只是初步应用于解一维一相问题。两相流动模拟诞生于1954年，West W J和Garvin W.W模拟了油藏不稳定两相流。在计算机上实现一个特定的计算，非常类似于履行一个物理实验。这时分析人员已跳出了数学方程的圈子来对待物理现象的发生，就像做一次物理实验。数值模拟实际上应该理解为用计算机来做实验。比如某一特定机翼的绕流，通过计算并将其计算结果在荧光屏上显示，可以看到流场的各种细节：如激波是否存在，它的位置、强度、流动的分离、表面的压力分布、受力大小及其随时间的变化等。通过上述方法，人们可以清楚地看到激波的运动、涡的生成与传播。总之数值模拟可以形象地再现流动情景，与做实验没有什么区别。 首先要建立反映问题（工程问题、物理问题等）本质的数学模型。具体说就是要建立反映问题各量之间的微分方程及相应的定解条件。这是数值模拟的出发点。没有正确完善的数学模型，数值模拟就无从谈起。牛顿性流体流动的数学模型就是著名的纳维—斯托克斯方程方程（简称方程）及其相应的定解条件。 数学模型建立之后，需要解决的问题是寻求高效率、高准确度的计算方法。由于人们的努力，目前已发展了许多数值计算方法。计算方法不仅包括微分方程的离散化方法及求解方法，还包括贴体坐标的建立，边界条件的处理等。这些过去被人们忽略或回避的问题，现在受到越来越多的重视和研究。
工业设计-石膏模型制作实验报告
《模型制作》 实 验 报 告
实验名称：石膏模型制作 姓名学号 实验目的： 1、掌握石膏模型材料与调制方法 2、掌握石膏成型技法 实验材料、用具：石膏粉、水、水盆、夹板、C形钳、保鲜膜、胶合板 实验过程： 1、用夹板在胶合板上围成一个方形区域， 用C形钳对夹板进行固定，之后将鼠标模型放 置在围成的方形区域正中间。 2、将保鲜膜裁成一定大小，在鼠标木模 拍上水，把保鲜膜敷在鼠标木模上。 3、调制石膏浆，用小盆接适量的水，抓 一把熟石膏粉放进去，之后，边搅拌边添加熟石膏粉，两人配合，搅拌适当时，停止加料。 4、将和好的石膏浆倒入围好的方形区域 内，注意不要倒偏，可用手边倒边用手拨，石膏 浆超出夹板一部分，另外找一块胶合板-将石膏 浆表面刮平，待石膏浆有一定硬度后，将成型的 石膏模翻过来，并迅速取出鼠标模型。 5、打开夹子，撤掉夹板，修补制作好的 石膏阴模。修补完成后，放置在一处较平坦的 地方，待其晾干。 6、取出晾干的模子，在模型腔上覆上一 层保险模，和熟石膏粉，步骤跟之前做阴模时 一样。将和好的石膏浆拨进模型腔，把表面刮
平，挂掉多余的部分。 7、待石膏有一定温度时，将做好的鼠标石 膏模型取出，进行修补，用手沾水对多余部分进 行处理，将坑洼处，用石膏料补平。 实验体会： 石膏模型的制作，过程不太繁琐，挺适合用 来做设计成品的初步表达，但考虑到石膏的固化特性，不能用来做太大的模型。 还有，在制作过程中，对石膏的基本特性及使用有所了解，知道在那一块儿该注意，比如：石膏浆不能和的太稀，太稀就要花大把的时间去等待其发干，这样就会费很多时间，并且不便于对石膏进行再处理。太稠也不行，干的快，还没倒完料，石膏浆就成干块了，干了后，木质的鼠标模型就不容易脱出。所以，调制石膏浆很重要，得把握好用谁的量。 在翻模与脱模的时候也很关键，动作要迅速，及时对模型进行修补和修饰，这样才能做出一件相当不错的石膏模型。
《牙齿痕迹实验》实验报告(参考模型)(学校教学)
页脚* 1 《牙齿痕迹实验》实验报告 指导教师：王纬东 实验时间： 2015-06-06 制作人： 天气情况：晴 温度： 26摄氏度 湿度：18 实验器材与样品：红白大样膏，蜡纸，光学显微镜，纸杯，热水 实验名称 实验一、牙齿痕迹实验 实 验 目的 了解人牙排列规律，掌握牙齿宽度、牙弓形态与牙位的分析方法；掌握牙齿宽度、牙弓宽度、 牙弓深度及牙齿之间相对夹角的测量方法；掌握利用牙科打样膏制作牙齿痕迹样本的操作方法。 实 验 原理 恒牙列形成后，能在相当长的时期内保持稳定，这是牙齿痕迹检验、鉴定的基本条件；医用打样膏能够在加热的条件下被塑造成需要的形态，冷却即可定型，能够如实的反映牙齿的结构特征。 教 学方法 制作牙齿痕迹，观察和认识特征。 方 案 设 计 及 教 学 过 程 实验内容 （一） 制做牙齿痕迹样本 取出一块牙科打样膏，浸泡在装有70℃～80℃的热水的一次性纸杯中，待打样膏软化后立即取出，手动塑成与牙弓大小相近的形状，然后将打样膏置于口腔中，上、下颌正常咬合，待打样膏硬化后取出，置于装有冷水的一次性纸杯中冷却，待完全硬化定型后，即制备成了牙齿痕迹样本。 （二）牙齿痕迹测量 1．测量牙冠宽度 2．测量牙弓宽度与牙弓深度 3．描绘牙列曲线 （三）观察痕迹确定特征 观察牙齿痕迹样本，确定牙齿的排列规律；确定畸形、病变牙的数量、部位和种类；分析正常牙列或由畸形牙和病变牙构成的牙列特征的各自特点，分析特征的特定意义。分析牙齿痕迹的特征反映及特征的特定性，分析前牙痕迹在检验中的作用与意义。 （四）根据牙齿痕迹样本的测量数据、观察结果、分析意见写出实验报告。 注意事项 使用牙科打样膏制作牙模时，要控制咬合的力度，不可反复咬合，否则会破坏牙齿痕迹 实验作业 （一）要求每位学员个人独立操作，制做牙齿痕迹样本。 （二）保存好实验模型。 实验现象、数据与分析：牙冠宽度、单牙尺寸、牙弓宽度、牙弓深度、牙齿相对夹角等数据的分析，自己依据上面实验自我分析。
水工建筑物题库(含答案)
一、填空题（每空1分，共计24分） 1、枢纽中的水工建筑物根据所属等别及其在工程中的总要性和作用分为五级。2．重力坝的稳定分析目的是检验重力坝在各种可能荷载组合情况下的稳定安全度。3．重力坝的基本剖面一般指在主要荷载作用下，满足坝基面稳定和强度控制条件的最小三角形剖面。 4．当拱坝厚高比（T B/H）小于0.2时，为薄壁拱坝；当厚高比（T B/H）大于0.35时，为重力拱坝。 5．土石坝渗流分析内容包括确定浸润线位置、确定渗流的主要参数（流速和坡降）、确定渗透流量。 6．水闸是由闸室、上游连接段和下游连接段组成。7．按照闸墩与底板的连接方式，闸室底板可分为整体式底板和分离式底板。8．闸底板结构计算，对相对紧密度Dr>0.5的非粘性土地基或粘性土地基可采用弹性地基梁法。 9．正槽溢洪道由引水渠、控制段、泄槽、出口消能段和尾水渠组成。 二、判断题(每小题1分，共10分) 1、为使工程的安全可靠性与其造价的经济合理性恰当地统一起来，水利枢纽及其组成的建筑物要进行分等分级。( ) 答案：正确 2．溢流重力坝设计中动水压力对坝体稳定有利。( ) 答案：正确 3．如果拱坝封拱时混凝土温度过高，则以后温降时拱轴线收缩对坝肩岩体稳定不利。( ) 答案：错误 4、心墙土石坝的防渗体一般布置在坝体中部，有时稍偏向上游，以便同防浪墙相连接，通常采用透水性很小的粘性土筑成。( ) 答案：正确 5. 水闸闸室的稳定计算方法与重力坝相同均是取一米的单宽作为荷载计算单元。( ) 答案：错误 6. 重力坝的上游坝坡n=0时，上游边缘剪应力的值一定为零。( ) 答案：正确 7．深式泄水孔的超泄能力比表孔的超泄能力大。( ) 答案：错误 8．底部狭窄的V形河谷宜建单曲拱坝。( ) 答案：错误 9．土石坝的上游坝坡通常比下游坝坡陡。( ) 答案：错误 10．非粘性土料的压实程度一般用相对密度表示。( ) 答案：正确
水工渗流模型实验指导书
水工建筑渗流实验指导书及报告 （水工13级） 班级： 学号： 姓名： 三峡大学水利与环境学院 2016年5月
土坝渗流缝隙槽模型实验（1） 土坝渗流缝隙槽模型实验是利用粘性液体在模型的坝断面与平板间狭窄缝中流动，能很好显示出层流运动特性，来模拟土坝中渗流。 一、实验目的 1．通过实验，找出土坝浸润线的位置坐标，并与理论计算成果相比较； 2．观察水位变化时，浸润线位置的变化情况； 3．观察流动的流线状态及其特性，并对层流运动得到进一步的感性认识。 二、实验原理 粘性液体在狭窄缝隙中流动时，形成层流，且符合达西定律，用此来模拟土基中的渗流，粘性流在缝隙中流动的平均流速为 ds dh K V m m -= 式中：m K —缝隙槽的透水系数，决定于缝隙宽度和粘滞性的常数， V ga K m 3/2= a ——缝隙的半宽； V ——液体的运动粘滞系数； g ——重力加速度； dh ——沿流动方向ds 距离上的水头损失。 三、实验步骤 实验设备及装置由实验课中讲述。实验步骤如下： 1．每人准备一张方格纸，大小为75cm ×25cm ； 2．熟悉实验设备，并做好实验前的分工准备工作； 3．用方格纸按比例绘制好与模型相似的土坝模型图，见附图； 4．打开电源开关，调节进库液体流量，向缝隙模型槽内充液到固定液位，使上游保持溢流状态，下游也开始溢流时，即形成了稳定的水面； 5．将有染色液体的细金属管分别放在坝面的液面高程和其他任一高程上，即可观察出流动的浸润线和流线，此时可将浸润线的坐标记录下来（在正面的有机玻璃板上有方格，计数方格确定坐标）。
四、附图 均质坝（模型尺寸）单位：厘米原模比：1：100 五、思考并回答下列问题 1．为什么上、下游液位要保持始终有溢流？ 答： 2．流线具有哪些特点，它分布的疏密程度说明了什么？ 答： 3．在试验中浸润线和流线与上游边坡线交角是否相同？为什么？答：
水利工程模型试验量测技术的发展
万方数据
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水利工程模型试验量测技术的发展 作者：蔡守允， 张晓红， CAI Shou-yun， ZHANG Xiao-hong 作者单位：南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏,南京,210029 刊名： 水资源与水工程学报 英文刊名：JOURNAL OF WATER RESOURCES AND WATER ENGINEERING 年，卷(期)：2009,20(1) 被引用次数：2次 参考文献(14条) 1.李昌华;金德春河工模型试验 1981 2.蔡守允;周益人;谢瑞河流海岸模型测试技术 2004 3.蔡守允;刘兆衡;张晓红水利工程模型试验量测技术 2008 4.蔡守允;谢瑞;韩世进多功能智能流速仪[期刊论文]-海工程 2004(02) 5.蔡守允;魏延文;雷学锋LGY-Ⅲ型智能测沙颗分仪[期刊论文]-海洋工程 1999(04) 6.蔡守允;戴杰大型模型试验水沙循环调制设备及控制系统[期刊论文]-海洋工程 2006(02) 7.蔡守允;王昕三峡工程坝区泥沙模型试验测量与控制系统[期刊论文]-水利水电技术 2002(10) 8.蔡守允;魏延文VSMS系统在潮滩水沙测量中的应用[期刊论文]-水利水运工程学报 2001(02) 9.蔡守允;朱其俊;张晓红变坡水槽智能化控制系统研究与开发[期刊论文]-水利水电技术 2007(10) 10.蔡守允;马启南;朱其俊农村水资源自动化测量系统研究[期刊论文]-水利水电科技进展 2007(06) 11.蔡守允;戴杰水利工程模型试验的压强和总力测量系统[期刊论文]-水资源与水工程学报 2006(02) 12.蔡守允;杨大明水利工程模型试验计算机测量与控制系统[期刊论文]-计算机测量与控制 2007(10) 13.蔡守允;李恩宝应用于水利工程物理模型试验的旋浆流速仪[期刊论文]-水利技术监督 2008(02) 14.蔡守允;杨大明水利工程模型试验的计算机波高测量系统[期刊论文]-水利水电科技进展 2007(05) 本文读者也读过(10条) 1.蔡守允.朱其俊.张晓红.CAI Shou-yun.ZHU Qi-jun.ZHANG Xiao-hong变坡水槽智能化控制系统研究与开发[期刊论文]-水利水电技术2007,38(10) 2.尹宏伟.张乐年.蔡守允水利模型实验控制系统[期刊论文]-工业控制计算机2006,19(9) 3.蔡守允.马启南.戴杰.朱其俊.CAI Shou-yun.MA Qi-nan.DAI Jie.ZHU Qi-jun新型光电式智能测沙颗分仪[期刊论文]-传感器与微系统2007,26(8) 4.蔡守允.杨大明.张晓红.朱其俊.CAI Shou-yun.YANG Da-ming.ZHANG Xiao-hong.ZHU Qi-jun水利工程模型试验的计算机波高测量系统[期刊论文]-水利水电科技进展2007,27(5) 5.蔡守允.戴杰.张定安.李恩宝.程顺来.CAI Shou-yun.DAI Jie.ZHANG Ding-an.LI En-bao.CHENG Shun-lai水利工程模型试验的压强和总力测量系统[期刊论文]-水资源与水工程学报2006,17(2) 6.蔡守允.戴杰.姜英山.张定安CSY-Ⅲ型流速流向仪[会议论文]-2006 7.蔡守允.魏延文.雷学锋.Cai Shouyun.Wei Yanwen.Lei Xuefeng LGY-Ⅲ型智能测沙颗分仪[期刊论文]-海洋工程1999,17(4) 8.蔡守允.杨大明.朱其俊.CAI Shou-yun.YANG Da-ming.ZHU Qi-jun模型试验流速测量仪器的分析研究[期刊论文]-水资源与水工程学报2007,18(3) 9.王昕.蔡守允.张河河工模型试验计算机测控系统[期刊论文]-水利水电技术2003,34(5) 10.蔡守允.朱其俊.张晓红.CAI Shou-yun.YANG Da-ming.ZHANG Xiao-hong模型试验含沙量测量仪器的分析研究[期刊论文]-水资源与水工程学报2007,18(5)
水工建筑物教学模型实验指导书2016
水工建筑物 教学模型试验指导书 雷川华 武汉大学水利水电学院 2017年3月
水工建筑物教学模型试验 一．试验目的 运用水工水力学模型试验方法，不仅可以论证设计中水工建筑物的安全性和合理性，而且还可以预见原型可能发生的现象，同时，对设计时所依据的理论和技术前提进行论证，从而获得科学理论上的进步。 通过水工水力学模型试验，达到如下目的： 1、巩固所学泄水建筑物泄流方面的有关理论知识并加深理解，强化学生在课堂上学习的基础理论和专业知识； 2、学习水工水力学模型试验方法、操作技能、试验资料的整理与分析，锻炼和提高编写试验报告能力； 3、培养学生运用所学知识综合分析和独立解决工程问题的能力；培养科学试验、实事求是、精益求精的工作作风。 二．试验原理 水工模型试验遵循重力相似准则，即按佛汝德模型定律（重力相似定律）进行设计。原型与模型主要作用力为重力，略去次要影响力。 1、几何相似 根据试验场地、供水能力，结合试验任务和要求选定模型长度比尺r L 。 p m L r L L = 式中，p L 为原型长度，m L 模型长度。 2、运动相似 一般取1=r g ；时间比尺：1 L r r T =；流速比尺：2 1L r r v =；流量比尺：5.2L r r Q = 3、动力相似 力的比尺：3L r r F =
r F 是表示水流特性的参数（佛汝徳数） 糙率比尺：1L r r n 三．试验模型、测试仪器设备 1、试验模型资料 本枢纽工程拦河坝为混凝土重力坝，最大坝高51.0m 。泄水建筑物体型为大孔口溢流坝，共五孔，单孔净宽6.0m ，孔高11.0m ，闸墩厚2.0m ，边墩厚1.5m ，溢流堰顶高程40.0m 。挑流鼻坎高程18.73m ，挑角θ=30°，反弧半径13.0m 。溢流坝剖面见图1，平面布置见图2，特征洪水频率下水位流量关系见表1。 表1 设计洪水频率及过坝流量 图1 溢流坝剖面图
CPU与简单模型机设计实验实验报告
实验报告 实验名称：CPU 与简单模型机设计实验日期：2015.11班级：学号：姓名： 一、实验目的： (1) 掌握一个简单CPU 的组成原理。 (2) 在掌握部件单元电路的基础上，进一步将其构造一台基本模型计算机。 (3) 为其定义五条机器指令，编写相应的微程序，并上机调试掌握整机概念。 二、实验内容： 本实验要实现一个简单的CPU，并且在此CPU 的基础上，继续构建一个简单的模型计算机。CPU 由运算器（ALU）、微程序控制器（MC）、通用寄存器（R0），指令寄存器（IR）、程序计数器（PC）和地址寄存器（AR）组成,如图2-1-1 所示。这个CPU 在写入相应的微指令后，就具备了执行机器指令的功能，但是机器指令一般存放在主存当中，CPU 必须和主存挂接后，才有实际的意义，所以还需要在该CPU 的基础上增加一个主存和基本的输入输出部件，以构成一个简单的模型计算机。
图1-4-1 基本CPU 构成原理图 除了程序计数器（PC），其余部件在前面的实验中都已用到，在此不再讨论。系统的程序计数器（PC）由两片74LS161 和一片74LS245 构成，其原理如图1-4-2 所示。PC_B 为三态门的输出使能端，CLR 连接至CON 单元的总清端CLR，按下CLR 按钮，将使PC 清零，LDPC 和T2 相与后作为计数器的计数时钟，当LOAD 为低时，计数时钟到来后将CPU 内总线上的数据打入PC。 图1-4-2 程序计数器(PC)原理图 本模型机和前面微程序控制器实验相比，新增加一条跳转指令JMP，共有五条指令：IN（输入）、ADD（二进制加法）、OUT（输出）、
产品的模型制作实验报告
模型制作 课程考核报告书题目：产品的模型制作
目录 实验一泥模型制作技法 一、泥模塑造目的及要求 (6) 二、泥模塑造步骤及过程 (6) 三、制作所需工具 (6) 四、泥模塑造过程中注意的问题及制作体会 (6) 五、思考题 (7) 六、三视图、效果图 (8) 实验二石膏模型制作技法 石膏模型的翻制练习 一、石膏模具的设计与翻制的目的 (11) 二、石膏模型翻制的步骤及过程 (11) 三、制作所需工具 (11) 四、石膏模型翻制过程中注意的问题及制作体会 (11) 五、照片 (13) 石膏模型制作练习 一、制作所需工具 (14) 二、石膏模型制作的步骤及过程 (14) 三、石膏模型制作过程中注意的问题及制作体会 (14) 四、思考题 (14) 五、三视图、效果图、照片 (16) 实验三泡沫模型制作技法 一、泡沫塑料模型的特点 (19) 二、泡沫塑料模型制作的步骤及过程 (19) 三、制作所需工具 (19) 四、泡沫塑料模型制作过程中注意的问题及制作体会 (19) 五、思考题 (20) 六、三视图、效果图、照片 (21) 实验四塑料模型制作技法 一、塑料模型的特点 (25) 二、塑料模型制作的步骤及过程 (25) 三、制作所需工具 (25) 四、塑料模型制作过程中注意的问题及制作体会 (25) 五、思考题 (26) 六、三视图、效果图、照片 (27)
模型制作报告要求 一、泥模型制作技法 1.任选一产品设计方案，用泥作为材料，选用适当的比例进行制作模型1件，要求造型完整，工艺合理，尺寸精细，强调能据此翻制模具（为练习二做准备）。 2.将所制作的产品方案用三视和立体效果图表达出来。 幅面的设计说明（至少3—4页）。 设计说明内容要点包括以下方面： ⑴泥模塑造目的及要求； ⑵泥模塑造步骤及过程； ⑶制作所需工具等； ⑷泥模塑造过程中注意的问题及制作体会等。 ⑸思考题 ①塑造用的泥土的干湿软硬程度是如何判断的 ②用油泥作为塑造材料时，在冬季和夏季使用时应注意哪些问题
水利工程施工课习题答案第一章
课后习题１ 1. 施工导流的主要任务是什么？ 答:周密地分析研究水文、地形、地质、水文地质、枢纽布置及施工条件等基本资料,在满足上述要求的前提下,选定导流标准，划分导流时段，确定导流设计流量;选择导流方案及导流建筑物的型式；确定导流建筑物的布置、构造及尺寸；拟定导流建筑物修建、拆除、堵塞的施工方法以及截断河床水流、拦洪度汛和基坑排水等措施。 ２. 试述常用的施工导流方式及其使用条件? 答:A、分段围堰法导流:亦称分期围堰法，即用围堰将水工建筑物分段、分期维护起来进行施工的方法。 一般适用于：河床宽、流量大、工期较长的工程，尤其适用于通航河段和冰棱严重的河流。 (河床狭窄,基坑工作面不大，水深,流急,和由于覆盖层较深难于候筑纵向围堰实现分期导流的地方） B、全段围堰法导流：即在河床主体工程的上下游各建一道断流围堰,使水流经河床以外的临时或永久泄水道下泄。适用于导流流量小的情况。(流量很大的平原河道或沙谷较宽的山区河流上修建混凝土坝枢纽) (大湖泊出口修建闸坝,坡降很陡的山区河道) 3. 分段围堰法导流的分段和分期是何意义?其主要依据是什么? 答：分段：即在空间上用围堰将永久建筑物分为若干段进行施工; 分期：即在时间上将导流分为若干时期。 主要依据： 4. 在分段围堰法导流中,确定纵向围堰的位置需要考虑哪些因素？ 答：1.充分利用河心洲、小岛等有利地地形；２.尽可能与导墙、隔墙等永久建筑物相结合;3.需要考虑施工通航、阀运、围堰和河床防冲等要求时，不能超过允许流速；4.各段主体工程的工程量、施工强度要比较均衡;5.便于布置后期导流泄水建筑物，不至于使后期围堰过高或截流落差过大。 5．什么是导流标准？如何确定导流标准?
石膏模型制作实验报告
石膏模型制作的实验报告 实践项目：电话机的石膏模型制作 一、材料特性 石膏加工工艺简单，能耗低，具有轻质、胶凝性好，隔声、隔热、防火，阻燃性能好等许多优良特性。 生石膏CaSO4·2H2O，熟石膏2CaSO4·H2O。化学性质稳定，一般所称石膏可泛指石膏和硬石膏两种矿物。石膏为二水硫酸钙（Ca〔SO4〕?2H2O），又称二水石膏、水石膏或软石膏，理论成分CaO32.6％，SO346.5％，H2O+20.9％，单斜晶系，晶体为板状，通常呈致密块状或纤维状，白色或灰、红、褐色，玻璃或丝绢光泽，摩氏硬度为2，解理平行{010}完全，密度2.3g/cm3；硬石膏为无水硫酸钙（Ca〔SO4〕），理论成分CaO41.2％，SO358.8％，斜方晶系，晶体为板状，通常呈致密块状或粒状，白、灰白色，玻璃光泽，摩氏硬度为3～3.5，解理平行{010}完全，密度2.8～3.0g/cm3。两种石膏常伴生产出，在一定的地质作用下又可互相转化。特征：（1）凝结硬化快。（2）硬化时体积微膨胀。石灰和水泥等胶凝材料硬化时往往产生收缩，而建筑石膏却略有膨胀（膨胀率约为1%），这能使石膏制品表面光滑饱满，棱角清晰，干燥时不开裂。（3）硬化后孔隙率较大，表观密度和强度较低。（4）隔热吸声性能良好。（5）防火性能良好。遇火石，石膏硬化后的主要成分二水石膏中的结晶水蒸发并吸收热量，制品表面形成蒸汽幕，能有效阻止火的蔓延。（6）具有一定的调温调湿性（7）耐水性和抗冻性差。（8）加工性能好。石膏制品可锯，可刨，可钉，可打眼。 二、制作过程 1、效果图绘制 对照网上的电话机产品图，用软件绘制出电话机的大体轮廓； 进行比对，修改模型形体不准确的部分； 修改并设计出模型。 2、尺寸图绘制 在已绘制好的效果图电子档文件导入CAD制图软件中进行绘制。 3、石膏的混制 制作石膏模型首先要掌握水和石膏粉的调配比例即：1：1 ；应先加入水再放入石膏粉； 在搅拌过程中要慢慢赶出气泡，并把大的石膏块捏碎； 将均匀搅拌的石膏浆倒入预先准备的挡板里； 待一段时间后即可取出模型。 4、雕刻阶段 根据绘制的效果图用刻刀对模型进行雕刻，出大型； 大型雕刻过程中要留有余地，以便于修改； 进行下一步得雕刻工作，弧面及圆角得雕刻； 用布打磨石膏，使其表面更为光滑，结构线条过渡更均匀； 用小刀对细节进行再雕刻； 然后开始雕刻细节部分，例如电话机的按键等； 最后对石膏精细打磨； 上色，用喷漆喷绘出预设的颜色，使模型更逼真；
先进制造技术实验报告(打印)
先进制造技术 实验报告 班级： 学号： 姓名： 成绩： 机械工程综合实验中心
实验一、3D打印实验 一、实验目的 通过实验理解3D打印技术的基本概念，了解3D打印机的系统组成，掌握3D打印机的基本操作，加深对熔融沉积制造的理解，培养实践能力和创新能力。 二、实验原理 3D打印(英语：3D printing)，又称增材制造(Additive Manufacturing，AM)，属于快速成型技术的一种。它是一种以数字模型文件为基础的直接制造技术，几乎可以制造任意形状三维实体。3D打印运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层堆叠累积的方式来构造物体，即“积层制造”。3D打印与传统的机械加工技术不同，后者通常采用切削或钻孔技术(即减材工艺)实现。在模具制造、工业设计等领域，3D打印技术常常被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造。特别是一些高价值产品(比如髋关节或牙齿，或一些飞机零部件)已经有使用这种技术打印而成的零部件，意味着“3D打印”这项技术的普及。3D打印目前已有十余种不同工艺，如光固化立体造型(SLA)、层片叠加制造(LOM)、选择性激光烧结(SLS)、熔融沉积成型(FDM)、掩模固化法(SGC)、三维印刷法(3DP)、喷粒法(BPM)等。 MakerBot Replicator 2X桌面3D打印机，采用FDM(熔融沉积)成型技术。工艺流程如下：CAD模型被分为一层层极薄的截面，生成控制FDM喷嘴移动路径的二维几何信息；FDM加热头把热熔性材料（ABS、PLA、尼龙、蜡等）加热到临界状态，呈现半流体性质，在计算机控制下，沿上位机软件确定的二维几何信息运动轨迹，喷头将半流动状态的材料挤压出来，凝固形成轮廓形状的薄层。当一层完毕后，成型工作台下降一个分层厚度，继续成型下一层，这样层层堆积粘结，自下而上形成一个零件的三维实体。 三、实验内容 1、应用计算机三维软件对成型零件进行建模并以“STL”格式保存，学习应用MakerBot Makerware软件对模型进行转换制作保存； 2、观察分析MakerBot Replicator 2X桌面3D打印机了解其构造及使用方法；