本文選題：進(jìn)水塔-地基體系 + 材料非線性　； 參考：《西安理工大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：近年來隨著水利水電工程的大力開發(fā),高聳進(jìn)水塔結(jié)構(gòu)的建設(shè)和研究也得到了迅速的發(fā)展,但是在已建的高聳進(jìn)水塔結(jié)構(gòu)中經(jīng)過強(qiáng)烈地震檢驗(yàn)的特別少,而且針對(duì)高聳進(jìn)水塔在強(qiáng)烈地震作用下的相關(guān)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)均特別少,尤其是高聳進(jìn)水塔地震損傷這方面的研究未見報(bào)道,因此,開展強(qiáng)震作用下高聳進(jìn)水塔損傷破壞機(jī)理分析研究具有重要的意義。本文分別從混凝土的動(dòng)力損傷模型、地基巖體的材料非線性、地基輻射阻尼、模型網(wǎng)格尺寸、進(jìn)水塔配筋等方面進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究,使得進(jìn)水塔-地基體系地震損傷特性的描述更加接近實(shí)際震災(zāi),對(duì)進(jìn)水塔工程的指導(dǎo)有一定的參考意義和科學(xué)價(jià)值。其主要研究成果和結(jié)論如下:(1)本文以連續(xù)介質(zhì)力學(xué)理論和熱力學(xué)定律為基礎(chǔ),建立了考慮不可恢復(fù)殘余變量的混凝土塑性損傷模型,提出了選取損傷變量的原則,推導(dǎo)了塑性自由能的具體表達(dá)式,并以Weibull分布假設(shè)為基礎(chǔ),考慮材料的壓拉損傷特性,確定了隱含損傷準(zhǔn)則的材料能量釋放率與壓損傷(拉損傷)之間的關(guān)系,提出了材料的損傷本構(gòu)函數(shù)、損傷演化函數(shù)和塑性變形表達(dá)式。通過混凝土加載試驗(yàn),初步驗(yàn)證了本文建立損傷模型的有效性和適用性,即本文建立損傷模型可以比較好的表達(dá)混凝土的地震損傷特性,從而避免了彈塑性損傷求解過程中的不確定因素影響和計(jì)算過程中的復(fù)雜性。(2)本文在有限元ABAQUS的二次開發(fā)功能的基礎(chǔ)上,利用FORTRAN語言研編了混凝土的動(dòng)力損傷本構(gòu)的有限元程序,研究了經(jīng)典案例Koyna重力壩的地震損傷特性,并與文獻(xiàn)[109]的研究成果和實(shí)際震災(zāi)對(duì)比,結(jié)果表明,本文建立的損傷模型可以較好地表達(dá)Koyna重力壩的地震損傷演化特性,有效地模擬了Koyna重力壩的地震損傷累計(jì),記錄了重力壩損傷累計(jì)歷程,從而說明本文建立的損傷本構(gòu)模型在水利工程混凝土中具有一定的可行性和適用性。(3)本文分析了進(jìn)水塔材料非線性對(duì)地震損傷的影響,結(jié)果表明,由于考慮了進(jìn)水塔的非線性,當(dāng)進(jìn)水塔混凝土拉應(yīng)力峰值大于標(biāo)準(zhǔn)抗拉應(yīng)力時(shí),混凝土產(chǎn)生損傷,損傷后的混凝土不在承受拉應(yīng)力,但是仍可以承受壓應(yīng)力,即進(jìn)水塔混凝土拉應(yīng)力達(dá)到一定值后,會(huì)迅速降低為0,這就表明考慮進(jìn)水塔的非線性時(shí)更符合實(shí)際情況,可以真實(shí)反映進(jìn)水塔損傷以后的應(yīng)力重分布情況。(4)本文分析了模型網(wǎng)格尺寸大小對(duì)進(jìn)水塔塔體地震損傷的影響,結(jié)果表明,在應(yīng)力集中區(qū)域,大網(wǎng)格模型的最大主應(yīng)力值大于小網(wǎng)格模型相應(yīng)位置的最大主應(yīng)力值。進(jìn)水塔模型網(wǎng)格尺寸比較大時(shí),模型單元的損傷擴(kuò)展過程會(huì)比較慢,并且損傷區(qū)域的相對(duì)應(yīng)變會(huì)較小,與單元的尺寸效應(yīng)理論相符合,即進(jìn)水塔模型網(wǎng)格尺寸較大時(shí),會(huì)使進(jìn)水塔模型損傷計(jì)算的準(zhǔn)確度降低,所以進(jìn)水塔模型網(wǎng)格尺寸較小時(shí),才會(huì)更真實(shí)、更準(zhǔn)確的描述進(jìn)水塔地震損傷的擴(kuò)展過程。(5)與未考慮進(jìn)水塔配筋時(shí)相比較,考慮進(jìn)水塔配筋時(shí),進(jìn)水塔塔頂?shù)南鄬?duì)位移減小,塔背的應(yīng)變也減小,并且進(jìn)水塔的損傷程度和區(qū)域都有所減小,從而說明考慮進(jìn)水塔配筋使得進(jìn)水塔的穩(wěn)定性大大增加。(6)本文對(duì)進(jìn)水塔-地基體系進(jìn)行了地震損傷分析。塔體-地基巖體體系均考慮材料非線性時(shí),塔體的損傷區(qū)域有所減小,其主要原因是塔體與地基交界處的應(yīng)力集中釋放,使得在塔體與地基交界處的大范圍地震損傷不再存在,從而更加接近實(shí)際震情。最后對(duì)進(jìn)水塔-地基巖體體系進(jìn)行了穩(wěn)定分析,進(jìn)水塔在整個(gè)地震過程中沒有滑移和傾覆的趨勢(shì),抗滑安全系數(shù)極小值和抗傾覆安全系數(shù)極小值均有所增大,這表明對(duì)進(jìn)水塔進(jìn)行地震損傷分析時(shí),考慮地基的材料非線性會(huì)使得進(jìn)水塔更加偏安全。(7)本文分析了不同邊界條件對(duì)進(jìn)水塔地震損傷的影響,隨著塔背地基的逐漸升高,塔體產(chǎn)生的損傷耗散能逐漸減少,塔體產(chǎn)生的損傷越少,塔體結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定,而且塔背地基越高,塔體的產(chǎn)生損傷的時(shí)間越晚,進(jìn)水塔的峰值加速度也越小,因此進(jìn)水塔塔背地基的高度越低對(duì)進(jìn)水塔的穩(wěn)定性越不利。由此可知,塔背地基對(duì)塔體地震損傷的影響顯著,在進(jìn)水塔工程設(shè)計(jì)和施工時(shí)應(yīng)當(dāng)慎重考慮。
[Abstract]:In recent years , with the strong development of water conservancy and hydropower project , the construction and research of high - rise water tower structure have been developed rapidly . ( 3 ) In this paper , the influence of the non - linearity of the water inlet tower on the earthquake damage is analyzed . The results show that , considering the nonlinearity of the water inlet tower , when the stress peak value of the water inlet tower is larger than the standard tensile stress , the damage area of the tower body is reduced . ( 7 ) In this paper , the influence of different boundary conditions on the seismic damage of the tower is analyzed . With the rising of the tower back foundation , the damage dissipation of the tower body can be gradually reduced , the lower the tower structure is , the lower the tower structure is , the lower the tower structure is , the lower the tower back foundation , the less the tower ' s peak acceleration is . Therefore , the lower the tower back foundation has a significant effect on the tower ' s seismic damage . Therefore , it should be taken into consideration in the engineering design and construction of the water inlet tower .

【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TV31

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 蔚成奮,劉麗娟,劉才俊;論水庫進(jìn)水塔裂縫產(chǎn)生原因及處理辦法[J];內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì);2003年02期

2 張柏成,李同春;百色水電站進(jìn)水塔抗震分析[J];水利水電科技進(jìn)展;2004年01期

3 游碧波,崔建偉,樂金朝;進(jìn)水塔結(jié)構(gòu)三維靜動(dòng)力有限元分析[J];隧道建設(shè);2004年04期

4 吳強(qiáng);;廣西樂灘水庫引水灌區(qū)工程渠首進(jìn)水塔設(shè)計(jì)[J];人民珠江;2007年02期

5 白鋒;;溪古水電站進(jìn)水塔穩(wěn)定分析[J];西北水電;2010年02期

6 程漢昆;趙寶友;馬震岳;;岸塔式進(jìn)水塔結(jié)構(gòu)的抗震與穩(wěn)定性分析[J];水電能源科學(xué);2011年11期

7 祁勇峰;崔建華;謝曉玲;;緬甸高震區(qū)某進(jìn)水塔抗震與穩(wěn)定性研究[J];水電能源科學(xué);2012年01期

8 趙海濤;駱勇軍;王潘繡;岳春偉;;高聳鋼筋混凝土進(jìn)水塔結(jié)構(gòu)抗震穩(wěn)定性分析與安全評(píng)估[J];水利與建筑工程學(xué)報(bào);2012年06期

9 ;遼寧省榛子嶺水庫掠影[J];東北水利水電;1986年04期

10 張伯艷,楊佳梅;小浪底3號(hào)進(jìn)水塔的靜動(dòng)力分析[J];土木工程學(xué)報(bào);1993年01期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 祁勇峰;崔建華;謝曉玲;;復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)水塔抗震與穩(wěn)定性研究[A];現(xiàn)代水利水電工程抗震防災(zāi)研究與進(jìn)展（2011年）[C];2011年

2 吳佐國;張燎軍;葉尚芳;李娟;李沛;;威遠(yuǎn)江泄洪洞獨(dú)立進(jìn)水塔結(jié)構(gòu)抗震分析[A];現(xiàn)代水利水電工程抗震防災(zāi)研究與進(jìn)展[C];2009年

3 樂成軍;任旭華;邵勇;王海軍;;水電站進(jìn)水塔結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)研究[A];現(xiàn)代水利水電工程抗震防災(zāi)研究與進(jìn)展[C];2009年

4 張子艷;任旭華;樂成軍;劉愛環(huán);;瀘定水電站岸塔式進(jìn)水塔結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)分析[A];陜西省水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)第三屆青年優(yōu)秀科技論文集[C];2013年

5 閻紅梅;李效泉;張群波;;小浪底工程進(jìn)水塔設(shè)計(jì)與施工[A];第十屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集第Ⅲ卷[C];2001年

6 張運(yùn)良;谷玲;包莉;馬艷晶;唐碧華;谷寧;;兩河口水電站進(jìn)水塔結(jié)構(gòu)分析[A];現(xiàn)代水利水電工程抗震防災(zāi)研究與進(jìn)展（2011年）[C];2011年

7 沈鳳生;李斌;劉海軍;郝鴛;;小浪底水利樞紐3號(hào)發(fā)電塔的三維結(jié)構(gòu)分析研究[A];材料科學(xué)與工程技術(shù)——中國科協(xié)第三屆青年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1998年

8 申相水;李晨英;楊巧玲;黨雪梅;劉亞麗;;小浪底工程孔板泄洪洞進(jìn)水塔設(shè)計(jì)綜述[A];水力發(fā)電工程與水工建筑物學(xué)術(shù)論文集[C];2000年

9 王炳乾;范建朋;林皋;;進(jìn)水塔建筑物的爆破防護(hù)[A];巖石破碎理論與實(shí)踐——全國第五屆巖石破碎學(xué)術(shù)會(huì)論文選集[C];1992年

10 黨雪梅;聶新宇;皇甫偉;;小浪底工程孔板泄洪洞進(jìn)水塔豎向應(yīng)力分析[A];水力發(fā)電工程與水工建筑物學(xué)術(shù)論文集[C];2000年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王媛華;三年鏖戰(zhàn)鑄造“雙零”工程[N];中國電力報(bào);2004年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 鄭曉東;強(qiáng)震作用下高聳進(jìn)水塔損傷破壞機(jī)理分析[D];西安理工大學(xué);2016年

2 陳震;強(qiáng)震區(qū)高進(jìn)水塔基巖遠(yuǎn)域能量逸散數(shù)值模擬研究[D];武漢大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張劍雯;白鶴灘進(jìn)水塔抗震數(shù)值分析及穩(wěn)定性復(fù)核[D];大連理工大學(xué);2015年

2 鄭宏鴻;進(jìn)水塔抗震數(shù)值計(jì)算及配筋設(shè)計(jì)[D];大連理工大學(xué);2015年

3 賀萬瑩;肯斯瓦特泄洪洞進(jìn)水塔靜動(dòng)力分析及安全性評(píng)定[D];石河子大學(xué);2014年

4 邢晨雄;小浪底渾水動(dòng)床模型驗(yàn)證及進(jìn)水塔前沖刷漏斗試驗(yàn)研究[D];華北水利水電大學(xué);2016年

5 張欣;小浪底樞紐進(jìn)水塔前允許淤沙高程試驗(yàn)研究[D];華北水利水電大學(xué);2016年

6 趙金瑩;進(jìn)水塔結(jié)構(gòu)非線性有限元時(shí)程分析[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2009年

7 譚杰驥;進(jìn)水塔結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計(jì)[D];大連理工大學(xué);2012年

8 孫文杰;水電站進(jìn)水塔的抗震特性與穩(wěn)定性研究[D];大連理工大學(xué);2013年

9 王蕭;進(jìn)水塔結(jié)構(gòu)的抗震分析和穩(wěn)定性研究[D];大連理工大學(xué);2014年

10 黃虎;大型水電站分層進(jìn)水塔靜動(dòng)力數(shù)值仿真[D];天津大學(xué);2007年

，

本文編號(hào)：1802925