本文關(guān)鍵詞：新型泥石流格賓攔擋壩靜動力性能研究

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【摘要】：泥石流是山區(qū)常見的一種自然災(zāi)害,往往具有暴發(fā)突然、破壞性大的特點,并兼有崩塌、滑坡和洪水破壞的雙重作用,其危害程度比單一的災(zāi)害更嚴重,是大多數(shù)山地國家和地區(qū)造成經(jīng)濟損失和人員傷亡的災(zāi)害之一。宕昌縣作為受泥石流危害最嚴重的城市之一,近年來受自然和人為因素的共同影響,尤其是受汶川地震的影響,中小型泥石流時有發(fā)生,防治工程也隨之開展。隨著防治技術(shù)的多樣化、成熟化及鑒于傳統(tǒng)攔擋壩的眾多缺點,格賓壩被應(yīng)用于泥石流的防治中。本文以國家示范工程—新型泥石流格賓攔擋壩為背景,介紹了壩體的施工過程。泥石流的沖擊力巨大,一部分來自于巨型石塊,另一部分來自于泥漿。本文用ANSYS/LS-DYNA模擬了其在塊石沖擊作用下的沖擊力、應(yīng)力分布、位移、加速度、支反力、球體的動能,并與傳統(tǒng)漿砌石攔擋壩的動力響應(yīng)進行了對比,并模擬了其在不同球體沖擊速度下的動力響應(yīng)以及壩體在后期泥石流淤滿庫存時的靜力性能。最后,通過改變臺階高度及布置方式形成三種不同壩型,并將之與實際工程壩型的動力響應(yīng)進行對比,優(yōu)選出在沖擊荷載下格賓壩的較優(yōu)壩型。由格賓壩與漿砌石壩的對比分析及不同沖擊速度下的動力響應(yīng)可知:(1)壩體的材料性能決定沖擊力的大小,格賓壩能夠更好地緩沖沖擊力;(2)格賓壩的各部位能夠協(xié)調(diào)變形使應(yīng)力能夠均勻傳遞,極大地降低應(yīng)力的峰值,使壩體材料得到充分利用,具有較好的安全性能;(3)當球體的沖擊速度大于12m/s時,壩體整體應(yīng)力較大,產(chǎn)生的沖擊力在峰值持續(xù)時間較長,同時,結(jié)構(gòu)上部變形也較大,說明壩體已不再適合承受更大的沖擊荷載及能量。通過比較四種不同壩型格賓壩的動力響應(yīng),結(jié)果表明:迎流面為垂直面的格賓壩的位移、沖擊力、支反力等均較小,綜合評價可知該攔擋壩的抗沖擊性能更優(yōu)越。以上的研究結(jié)果為宕昌格賓攔擋壩工程的應(yīng)用作了驗證,也為以后泥石流防治工程的設(shè)計提供了參考。
【關(guān)鍵詞】：泥石流 格賓攔擋壩 ANSYS/LS-DYNA 沖擊力 動力響應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P642.23;TV31
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 課題背景與研究意義10-13
• 1.2 泥石流防治技術(shù)研究現(xiàn)狀13-19
• 1.2.1 關(guān)于泥石流的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 關(guān)于泥石流防治技術(shù)及格賓石籠壩的研究現(xiàn)狀15-19
• 1.3 研究思路、主要研究內(nèi)容與技術(shù)路線19-21
• 1.3.1 研究思路19
• 1.3.2 主要研究內(nèi)容19-20
• 1.3.3 技術(shù)路線20-21
• 第2章 數(shù)值模擬理論及方法21-26
• 2.1 軟件介紹21-23
• 2.2 功能特點23
• 2.3 主要算法23-24
• 2.4 LS- DYN A的沙漏控制方法24-25
• 2.5 LS- DYN A程序?qū)Ρ菊n題的適用性25-26
• 第3章 沖擊荷載下的靜動力性能研究26-44
• 3.1 工程概況及工程施工26-30
• 3.1.1 工程概況26-28
• 3.1.2 工程施工28-30
• 3.2 動力響應(yīng)分析30-41
• 3.2.1 有限元模型31-32
• 3.2.2 數(shù)值模擬結(jié)果的對比分析32-38
• 3.2.3 不同速度對格賓壩體動力響應(yīng)的影響38-41
• 3.3 泥石流沖擊淤積后結(jié)構(gòu)靜力模擬分析41-42
• 3.3.1 建模材料參數(shù)及壓力分布的選取41
• 3.3.2 靜力有限元分析41-42
• 3.4 小結(jié)42-44
• 第4章 格賓壩壩型的優(yōu)選44-51
• 4.1 引言44-45
• 4.2 應(yīng)力云圖45-46
• 4.3 沖擊力的對比分析46
• 4.4 球體動能的對比分析46-47
• 4.5 壩體加速度的對比分析47
• 4.6 壩體支反力的對比分析47-48
• 4.7 位移的對比分析48-50
• 4.8 小結(jié)50-51
• 第5章 施工建議及工程監(jiān)測51-57
• 5.1 格賓壩在施工過程中注意的問題及建議51-52
• 5.1.1 基礎(chǔ)的處理51
• 5.1.2 材料的選取51-52
• 5.2 工程監(jiān)測52-57
• 5.2.1 水文氣象52-53
• 5.2.2 監(jiān)測內(nèi)容53
• 5.2.3 方案設(shè)計53-56
• 5.2.4 數(shù)據(jù)采集56-57
• 結(jié)論和展望57-59
• 結(jié)論57
• 展望57-59
• 參考文獻59-63
• 致謝63-64
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄64

【相似文獻】

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本文編號：736172