圆弧滑动简单条分法中土条宽度对基坑稳定计算影响的研究.doc

圆弧滑动简单条分法中土条宽度对基坑稳定计算影响的研究E=盈专题研究IZHUANTIYANJIU圆弧滑动简单条分法【l】土条赛度对基抗稳定计算影响的砷穷谢李萍梁秋德/柳州I市建厦建筑工程设计有限责任公司摘要分析土条宽度对圆弧滑动简单条分法基坑稳定计算的影响,并提出计算中值得注意的几个问题.关键词圆弧滑动简单条分法土条宽度基坑稳定在中华人民共和国行业标准建筑基坑支护技术规程(JGJ12099)中对基坑支护的定义为”为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全,对基坑侧壁及周边环境采用的支挡,加固与保护措施.”显然,基坑支护是建筑行业常见的结构体系,在设计中需要满足稳定和变形的要求.在现有规范和研究中,基坑稳定计算多采用圆弧滑动简单条分法进行12】.而在计算中土条宽度的选取对计算结果有较大的影响,因此分析圆弧滑动简单条分法中土条宽度的影响可为促进基坑稳定计算提供理论基础.1.基于圆弧滑动简单条分法的基坑稳定计算基坑稳定计算采用圆弧滑动简单条分法如图1所示,其中hn为支护的嵌固深度.在进行稳定计算时,首先将滑动体视为若干土条组合成,每个土条的宽度为b.,一般情况下认为每个土条宽度相等,根据假设的滑动面可以确定滑动的圆心和半径,从而得到每个土条在滑动面上的中心点的切线与水平线的夹角0,根据规范,将与土条宽度无关系的系数视为常数,基坑稳定计算的公式为:+.b+)c0s一c.b+Wi)sinO0(1)其中A,B,C与土条宽度无关,q.表示地面超载,W.表示第i个土条的重量.而基坑稳定的条件就是公式大于0,即固定力矩大于滑动力矩.(见图1)2.土条宽度的影响显然,对于公式(1)采用不同的b,相同情况F可能有不一样的结果.令图4”2双馈风电机组并网运行模型选择渐变风为研究对象,假设风电场和接人系统已经按照无功优化配置方案的状况运行.风速为8m/s时在第5s发生渐变风扰动,最大值为12m/s,风电场注入系统的有功功率增大,同时无功功率也做出调整从而确保并网点母线电压水平.电网与机组动态仿真结果如下:图43风速变化电网侧仿真曲线图4-4风速变化双馈风电场仿真曲线由上面两个图可以看出,在变动风速作用下,25KV母线上的2MW风电场电压水平保持平稳,不受风速扰动的影响,在发电机定子侧保持恒功率因数控制时,变频器直流部分电压和发电机口母线电压都能保持平稳,发电机有功功率和无功功率都能按控制目标进行调整.变频器实现解耦控制,双馈感应发电机可有效,灵活的调节发电机的无功功率,保证风电机组并网后的稳定运行.变动风速下,变速恒频风电机组的输出电流呈现与风速变动同频率的变动状态,频率较高的风速变化,对风电机组输出电流的影响较小.四,总结本文分别对变频器桨距角和定子电压矢量定向控制的原理进行了阐述,并搭建了控制模型,以渐变风的扰动为例,对风力发电系统进行仿真实验,结果表明,在对变速恒频双馈风力发电机组综合控制策略下,风电由于风速的不稳定性所造成风电机组出力的变化以及并网点电压波动和闪变的问题,得到有效的控制,改善了风电场并网运行时引起的电能质量问题,提高电网安全运行的稳定性.参考文献:1李东东.变速风力发电系统的建模与控制D】.上海交通大学博士论文,2005年3月.2刘其辉,贺益康,卞松江变速恒频风力发电机空载并网控制.中国电机工程,2004(3).3】李晶,方勇,宋家骅,王伟胜.变速恒频双馈风电机组分段分层控制策略的研究.电网技术,2005(9).李先允,陈小虎,唐国庆.大型风力发电场等值建模研究综述【j】.华北电力大学,2006,33(1):4246.5TapiaA,TapiaG.DigitalSimulationPerformanceofaWindFarm.10thMediterraneanElectrotechnicalConferenceJ.MeleCon2000.Vo1.3:1153-1156.【6VladislavAkhmatov.Vo1tageStabilityofLargePowerNetworkswithaLargeAmountofWindPowerJ】.Windengineering,2005,29(5):421-430.132科学时代?2011年第l9期基于FPGA的数字显示相位差测量仪刘竹/四川职业技术学院摘要本文主要介绍了数字显示相位差测试仪的设计方案和硬件部分.针对FPGA的特点,在数字相位差测量系统的设计思想上,给出了一种用FPGA芯片EPIK1OTC1443实现相位差智能化测量仪的方案.该测量仪只需少量的外围电路,有效将测量信号正弦波,方波,三角波信号移相放大,整形为所需要的方波信号,且不失真,测量这些信号的相位差,硬件电路简单,实现了输入阻抗大,误差小,精度高,抗干扰强.关键词FPGA相位差测量晶振1.基于该题目数字显示相位差测量仪,我们在方案设计上采用了三种不同的方案,各方案各有优缺点,在综合考虑了几种方案后,我们选定了基于FPGA的数字显示相位差测量仪,因为FPGA是在可编程专用集成电路(ASIC)的设计基础上发展起来的.由于它们集成度高,可重复编程,并能实现系统级编程(ISP),在近1O年内得到迅速发展.FPGA的集成度,工作速度不断提高,包含的资源越来越丰富,可实现功能越来越强大,具有静态可重复编程或在线动态重构的特性,使得硬件功能可以像软件一样通过编程来修改,不仅使设计修改变得十分容易,而且大大提高了电子系统的灵活性和通用能力,已成为当今实现电子系统集成化的重要手段.该测量仪只需少量的外围电路,有效将测量信号正弦波,方波,三角波信号移相放大,整形为所需要的方波信号,且不失真,测量这些信号的相位差,硬件电路简单,实现了输入阻抗大,误差小,精度高.2.系统设计思想2.1系统设计整个测量我们分为两个部分,一部分是测量输入的信号A的频率,在这一部分中,将一个78125的晶振经一个计数分频得到频率为0.5HZ的信号(0.5HZ信号的周期为T=2),当原信号A与0.5HZ的信号与非的时候,其低电平半周期时(也就是T=IS时),会有一段脉冲个数,将此脉冲个数送人计数器计数输出,输出的值即为原信号的频率值;另一部分则是测量输入的两个同频异相信号A和B的相位差,而我们输入的都是单个的模拟信号,所以在测试相位差的时候首先应产生两个同频异相的信号.因此必须使输入原信号A通过一个移相网络,得到两个同频异相的信号(两个输出信号中一个是原信号A,另一个是移相后的信号B).然后将A,B两个信号经放大整形进行异或得到相位差信号c,同时将A信号3600倍频,在将c信号与3600倍频后的信号3600fc进行与非,然后将输出信号D通过计数器计数,将所得计数值N经过算法计算后得到信号的相位差值送往数码管显示.那数码管显示的值和相位差又有什么关系呢?我们可以先看下面的算法:两被测信号的相位差可表示为:Phase=360(tlt2)IT(1)其中T为被测信号周期,tlt2为相位差时间.数字测量时的表达式:Phase=360N0/T=N(360fc/fm)f21其中O为计数脉冲周期,fm为其频率,fc为被测信号频率,N为计数值.显然这个表达式包括乘法和除法,计算烦琐,利用单片机处理,固然可以,但是仔细观察(2)就可以发现,若分子部分360el与分母部分T可以撤去,即360el/T=l,则PHASE=N,也就是说计数器的值N即是相位差P,这个假设成立的条件是3600=T,用频率表示为36el0/fro=l/fc,fm=360fc,即计数脉冲的频率为被测信号频率的360倍时,计数器的值就表示了相位差,显然此时测量的M=A+(g.b+w,)cosOBc(g.b+Wi)sinOi另外,以b/,2为土条要度,在相同情况计算基定性为:=+g.b.t+了Wilcos(+一cZb,i+等lsin+口)+g0h,i+等lcoS+p)8一cZ等+了wi)sin(+)其中,B分别为原来土条一分为二后两个新土条在滑动面上的中心点的切线与水平线的夹角与原来土条0的角度差.由此可得到M-N=f善+E2c.s一c.s+)一c.s+c鲁+zs一sin+)n(+俐=x2eosO,一cos(O,+)一cos(g+一r2sinO一sin(O+)一sin(+显然MN一般不等于0,而且由于sin和COS函数的特点,该公式正负也不存在必定规律,所以土条宽度与基坑稳定计算无单调联系,即随着土条宽度减少或增大所得到的计算结果中基坑的稳定程度不一定持续增加或降低.图1圆弧滑动简单条分法3.计算中值得注意的问题由于土条宽度对基坑计算结果有一定影响,而且随着土条宽度减小或增大对计算结果的影响也不确定,因此在计算中以下几个问题值得注意:1)在一些小工程中一定要提高计算精度.在一些小型工程中,如新农村建设中,许多基坑支护为降低成本希望减少支护的嵌固深度,这时需要提高计算精度,出于安全考虑不提倡采用使得支护的嵌固深度较浅土条宽度进行计算.2)引人计算机进行稳定计算.显然,高额的计算量是限制采用不同土条宽度进行计算,验算的主要原因,因此需要引入计算机,采用一些智能计算的方法,进行相关计算,并形成一定的行业标准,这是推动基坑稳定计算的有效途径.4.小结基坑稳定计算一直是基坑支护设计中的一个主要问题,在现有方法中圆弧滑动简单条分法是主要的计算方法,分析了土条宽度对基坑支护稳定计算的影响,提出了值得注意的两个问题.参考文献