本文關(guān)鍵詞：帶阻尼器的新型泥石流格柵壩動(dòng)力響應(yīng)分析

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【摘要】：泥石流作為一種具有強(qiáng)烈破壞性的特殊流體,其來(lái)勢(shì)兇猛、突發(fā)性強(qiáng)、危害嚴(yán)重、瞬間破壞能量大、波及面廣且活動(dòng)頻繁。這種多發(fā)生于山區(qū)或者深溝壑谷、群山峻嶺地帶之中的突發(fā)性自然災(zāi)害,是由地質(zhì)條件,天文氣象,人類活動(dòng),氣候環(huán)境等多種因素的共同作用造成,其一旦發(fā)生將在短時(shí)間內(nèi)對(duì)其所經(jīng)之處造成巨大災(zāi)難,對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境以及人民群眾的日常生活造成嚴(yán)重的影響,且嚴(yán)重阻礙當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展。格柵壩作為一種可以有效攔擋泥石流的防治結(jié)構(gòu),其具有攔截和透水的雙重功能,且施工迅速工程量較小,但由于其自身剛度較大仍存在被沖毀,造成二次災(zāi)難的風(fēng)險(xiǎn)。本課題針對(duì)普通泥石流格柵壩容易被損毀的問(wèn)題,提出了一種帶阻尼器的新型泥石流格柵壩,通過(guò)數(shù)值模擬軟件對(duì)新型格柵壩在泥石流沖擊作用下的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行了研究分析,其主要內(nèi)容如下:(1)基于改變結(jié)構(gòu)剛度可以有效降低沖擊作用的原理,采用加裝阻尼器增大結(jié)構(gòu)柔度的方法,提出一種帶阻尼器的新型泥石流格柵壩。在新型格柵壩受到大塊石沖擊時(shí),經(jīng)由前格柵柱及在縱向橫梁處安放的阻尼器的緩沖作用耗散了部分沖擊能量,從而降低了其后格柵柱被大塊石直接沖擊損毀的風(fēng)險(xiǎn)。(2)通過(guò)建立模型,對(duì)加裝阻尼器及未裝阻尼器的格柵壩在泥石流大塊石沖擊下的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行分析對(duì)比,以論證對(duì)于提高格柵壩抗沖擊性能具有一定的積極作用;并通過(guò)對(duì)比在三種不同的阻尼器布置方案下新型格柵壩的柱頂位移、沖擊力、加速度響應(yīng)、應(yīng)力分布情況以及能量的差別,確定出最有利于提升格柵壩抗沖擊性能的布置方案。(3)為了更為實(shí)際的論證新型格柵壩具有更好的抗沖擊性能,通過(guò)對(duì)實(shí)際工程中的格柵壩體進(jìn)行數(shù)值模擬分析,并在不同高度下分別對(duì)兩者進(jìn)行了沖擊模擬,進(jìn)而對(duì)比分析其結(jié)構(gòu)位移、最大沖擊力、最大加速度以及應(yīng)力分布,驗(yàn)證新型格柵壩具有更好的抗沖擊性能。通過(guò)以上內(nèi)容,可以了解新型格柵壩在沖擊荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)特征,以及其與普通格柵壩在抗沖擊性能方面的優(yōu)劣,為帶阻尼器的新型泥石流格柵壩的實(shí)際應(yīng)用提供一定的參考。
【關(guān)鍵詞】：沖擊荷載 格柵壩 阻尼器 動(dòng)力響應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P642.23;TV312
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 研究背景與意義10-13
• 1.1.1 研究背景10-12
• 1.1.2 研究意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外關(guān)于泥石流的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)外關(guān)于泥石流沖擊荷載的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 研究思路及研究?jī)?nèi)容16-18
• 1.3.1 研究思路16
• 1.3.2 研究?jī)?nèi)容16-17
• 1.3.3 課題創(chuàng)新點(diǎn)17-18
• 第2章 ABAQUS有限元基本理論簡(jiǎn)介18-24
• 2.1 ABAQUS基本簡(jiǎn)介18
• 2.2 ABAQUS動(dòng)力求解算法18-20
• 2.2.1 ABAQUS/Standard隱式積分法18-19
• 2.2.2 ABAQUS/Explicit顯式積分法19-20
• 2.2.3 隱式與顯式積分法對(duì)比20
• 2.3 ABAQUS接觸理論及算法20-23
• 2.3.1 接觸面間相互作用的本構(gòu)關(guān)系20-21
• 2.3.2 接觸算法21-23
• 2.4 ABAQUS對(duì)本課題的適用性23-24
• 第3章 新型格柵壩可行性分析24-41
• 3.1 引言24-25
• 3.1.1 泥石流格柵壩結(jié)構(gòu)體系的提出24
• 3.1.2 阻尼器的應(yīng)用與研究24-25
• 3.2 鉛擠壓阻尼器的構(gòu)造25
• 3.3 鉛擠壓阻尼器的工作原理25-26
• 3.4 鉛阻尼器的力學(xué)模型26-27
• 3.5 格柵壩的設(shè)計(jì)及沖擊理論27-29
• 3.5.1 格柵壩設(shè)計(jì)27
• 3.5.2 設(shè)計(jì)工況的確定27-28
• 3.5.3 沖擊荷載的選擇28
• 3.5.4 沖擊力的計(jì)算28-29
• 3.6 有限元模型的建立29-32
• 3.6.1 單元類型及材料屬性30-32
• 3.6.2 接觸及邊界條件的設(shè)定32
• 3.7 格柵壩的有限元分析32-39
• 3.7.1 壩體沖擊力分析32-33
• 3.7.2 壩體頂部位移分析33-34
• 3.7.3 壩體Von Mises應(yīng)力分析34-37
• 3.7.4 壩體頂部加速度分析37-38
• 3.7.5 能量對(duì)比分析38-39
• 3.8 本章小結(jié)39-41
• 第4章 不同布置下新型格柵壩的結(jié)構(gòu)優(yōu)選41-53
• 4.1 引言41
• 4.2 阻尼器的布置及有限元模型的建立41-42
• 4.3 不同布置方案下的新型格柵壩的動(dòng)力響應(yīng)42-51
• 4.3.1 壩體沖擊力對(duì)比42-43
• 4.3.2 壩體壩頂位移對(duì)比43-45
• 4.3.3 Von Mises應(yīng)力對(duì)比45-48
• 4.3.4 加速度對(duì)比48-49
• 4.3.5 壩體能量對(duì)比49-51
• 4.4 本章小結(jié)51-53
• 第5章 新型格柵壩在實(shí)際工程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)53-62
• 5.1 引言53
• 5.2 有限元模擬53-54
• 5.3 模擬結(jié)果54-61
• 5.3.1 沖擊力對(duì)比54-55
• 5.3.2 柱頂位移對(duì)比55-57
• 5.3.3 Von Mises應(yīng)力對(duì)比57-59
• 5.3.4 加速度對(duì)比59-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論和展望62-64
• 結(jié)論62-63
• 展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-69
• 致謝69-70
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄70

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本文編號(hào)：775498