本文關(guān)鍵詞：尾礦庫地震動力響應(yīng)分析中的阻尼問題研究

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【摘要】：隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展,資源開采活動不斷加劇,尾礦庫的數(shù)量也日益增多。近年來,由地震引發(fā)的尾礦庫潰壩、廢渣廢水下滲等災(zāi)難性事故也越來越多,因此,對地震作用下尾礦庫穩(wěn)定性研究就顯得尤為重要。動力計算是研究尾礦庫地震穩(wěn)定性的重要手段,其中阻尼的選取是動力計算的關(guān)鍵問題之一,論文以“尾礦庫地震動力響應(yīng)分析中的阻尼問題研究”為題開展相關(guān)工作,研究主要工作如下：(1)本文以擬建的個舊象沖尾礦庫為研究對象,根據(jù)庫區(qū)的工程地質(zhì)條件、水文資料、室內(nèi)外實驗資料,對庫區(qū)地層進行概化,并在此基礎(chǔ)上通過ANSYS軟件強大的前處理功能建立了涵蓋整個庫區(qū)范圍內(nèi)的三維有限元模型,并用轉(zhuǎn)換軟件將其轉(zhuǎn)化為FLAC3D可識別的動力計算的模型。(2)基于結(jié)構(gòu)動力學(xué)理論,利用質(zhì)量集中法,將概化后每層的質(zhì)量堆積到響應(yīng)層的頂端面上,建立相應(yīng)的多質(zhì)點運動學(xué)方程,并通過方程解耦及杜哈梅積分求解各層廣義坐標(biāo),最終計算出阻尼比為0.05時壩體最大位移,與阻尼比為0.05的數(shù)值模擬解進行比較,最大位移相差20mm,因此數(shù)值模擬結(jié)果是合理的。(3)采用不同局部阻尼比對地震作用下尾礦庫的位移和加速度放大系數(shù)進行數(shù)值計算,結(jié)果表明：壩體最大位移值與阻尼比呈負相關(guān)關(guān)系,以阻尼比為0.05時的計算結(jié)果為參照,當(dāng)阻尼比為0.02和0.03時,最大位移值差異較大,當(dāng)阻尼比為0.04時,計算結(jié)果接近。壩體加速度放大系數(shù)總體呈正態(tài)規(guī)律,其離散度和峰值均隨著阻尼比的增加而降低；利用SPSS軟件對不同阻尼比加速度放大系數(shù)進行相關(guān)性和回歸分析,同樣顯示阻尼比為0.04和0.05時,加速度放大系數(shù)相關(guān)性較高。(4)選取瑞利阻尼對地震作用下尾礦庫位移和加速度放大系數(shù)進行數(shù)值分析,結(jié)果表明：對于壩體最大位移值,考慮壩體自振特性時,兩種瑞利阻尼模型獲得結(jié)果相近；考慮輸入地震波頻率特征時,兩種阻尼模型的結(jié)果也相仿,但前者的計算結(jié)果要明顯大于后者。四種阻尼模型獲得的加速度放大系數(shù)存在顯著差異性,但均呈正態(tài)規(guī)律；壩頂動力響應(yīng)最為顯著,加速度放大系數(shù)與位移分布規(guī)律吻合。(5)不同阻尼模型計算結(jié)果表明：分別采用局部阻尼模型和瑞利阻尼模型計算時,尾礦庫動力響應(yīng)水平存在差異,但其位移和加速度放大系數(shù)分布規(guī)律相似；局部阻尼模型計算得出的尾礦庫位移小于瑞利阻尼模型計算結(jié)果,表明局部阻尼模型計算結(jié)果較為保守。在實際工程中,當(dāng)采用局部阻尼模型進行尾礦庫動力響應(yīng)計算時,應(yīng)注意不同阻尼比對計算結(jié)果的影響；若采用瑞利阻尼模型進行尾礦庫動力響應(yīng)計算時,應(yīng)充分考慮計算所用地震波頻譜特性對計算結(jié)果的影響。
【關(guān)鍵詞】：尾礦庫 阻尼模型 地震響應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P315.9;TD926.4
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 選題的背景和意義12-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3 主要研究內(nèi)容18
• 1.4 論文技術(shù)路線18-20
• 第二章 庫區(qū)工程地質(zhì)特征20-28
• 2.1 工程背景20
• 2.2 工程概況20-22
• 2.3 庫區(qū)自然地理概況22-24
• 2.3.1 庫區(qū)位置22-23
• 2.3.2 氣象與水文23-24
• 2.4 庫區(qū)工程地質(zhì)背景24-28
• 2.4.1 地形地貌24-25
• 2.4.2 庫區(qū)地層25
• 2.4.3 庫區(qū)大地構(gòu)造與區(qū)域構(gòu)造25-27
• 2.4.4 庫區(qū)地震背景27-28
• 第三章 阻尼機理及阻尼類型28-38
• 3.1 阻尼理論28-29
• 3.2 阻尼類型29-36
• 3.2.1 局部阻尼29-30
• 3.2.2 庫侖阻尼30
• 3.2.3 粘滯阻尼30-35
• 3.2.4 復(fù)阻尼35-36
• 3.2.5 臨界阻尼36
• 3.3 本章小結(jié)36-38
• 第四章 不同局部阻尼模型對尾礦庫動力計算的影響38-80
• 4.1 動力計算理論38-40
• 4.1.1 邊界條件的設(shè)置38-39
• 4.1.2 地震波的選取及輸入39
• 4.1.3 網(wǎng)格劃分39-40
• 4.2 模型的構(gòu)建40-42
• 4.2.1 模型范圍40-41
• 4.2.2 模型建立41-42
• 4.3 解析分析42-45
• 4.3.1 計算參數(shù)42-43
• 4.3.2 計算工況43
• 4.3.3 解析計算43-45
• 4.4 數(shù)值模擬計算結(jié)果與分析45-78
• 4.4.1 位移場分析46-64
• 4.4.1.1 庫區(qū)總體位移特征46-56
• 4.4.1.2 PMⅠ位移特征56-60
• 4.4.1.3 PMⅡ位移特征60-64
• 4.4.2 加速度放大系數(shù)分布特征64-78
• 4.4.2.1 壩頂PGA放大系數(shù)分布特征65-69
• 4.4.2.2 PMⅠPGA放大系數(shù)分布特征69-74
• 4.4.2.3 PMⅡX-PGA放大系數(shù)分布特征74-78
• 4.5 本章小結(jié)78-80
• 第五章 不同瑞利阻尼模型對尾礦庫動力計算的影響80-113
• 5.1 瑞利阻尼的數(shù)學(xué)模型80-82
• 5.2 位移場分析82-98
• 5.2.1 庫區(qū)總體位移特征82-90
• 5.2.2 PMⅠ位移特征90-94
• 5.2.3 PMⅡ位移特征94-98
• 5.3 不同阻尼模型下加速度放大系數(shù)特征98-111
• 5.3.1 壩頂PGA放大系數(shù)分布特征98-102
• 5.3.2 PMⅠPGA放大系數(shù)分布特征102-107
• 5.3.3 PMⅡPGA放大系數(shù)分布特征107-111
• 5.4 本章小結(jié)111-113
• 結(jié)論113-115
• 致謝115-116
• 參考文獻116-122
• 附錄A：攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文目錄122

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