本文選題：混凝土重力壩 + 裂縫成因�。� 參考：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2015年博士論文

【摘要】：20世紀(jì)60-70年代,我國陸續(xù)修建了較多混凝土重力壩,且大部分位于地震帶與強(qiáng)震多發(fā)區(qū)。混凝土結(jié)構(gòu)劣化、設(shè)計(jì)缺陷、施工質(zhì)量失控、超負(fù)荷服役、地震影響等原因?qū)е逻@些重力壩的安全性逐年降低,特別是難以承受強(qiáng)震作用。過去,雖然國內(nèi)外對(duì)混凝土重力壩抗震問題進(jìn)行了深入研究。然而,對(duì)于長期服役后具有較大控制性裂縫的混凝土重力壩運(yùn)行狀態(tài)與強(qiáng)震可靠度分析研究尚不多見。鑒于此,本文以某水庫混凝土重力壩為研究對(duì)象,著眼于從大壩現(xiàn)場實(shí)測(cè)監(jiān)測(cè)分析、大壩裂縫成因分析、大壩強(qiáng)震動(dòng)力特性、大壩強(qiáng)震可靠度分析等方面研究混凝土重力壩運(yùn)行狀態(tài)與強(qiáng)震可靠度,注重于混凝土重力壩的裂縫現(xiàn)狀與成因分析,致力于為我國大型混凝土重力壩裂縫成因與強(qiáng)震可靠度評(píng)估探索出一套科學(xué)合理的技術(shù)方法。本文主要研究工作與取得的若干認(rèn)識(shí)如下:首先,針對(duì)裂縫比較突出的閘墩、壩體迎水面和邊墩背水面,進(jìn)行壩體混凝土與鋼筋現(xiàn)場試驗(yàn)和室內(nèi)試驗(yàn)檢測(cè),定量確定壩體混凝土和鋼筋的強(qiáng)度特征,并為大壩裂縫現(xiàn)狀與裂縫成因分析、強(qiáng)震動(dòng)力特性分析、可靠度評(píng)估等提供必要的試驗(yàn)實(shí)測(cè)依據(jù)與計(jì)算參數(shù)。然后,通過對(duì)大壩現(xiàn)場實(shí)測(cè),觀察了閘墩裂縫當(dāng)前的宏觀特征和空間分布規(guī)律,并結(jié)合裂縫特征和分布等歷史實(shí)測(cè)記錄,獲得了對(duì)閘墩裂縫成因發(fā)展及其影響因素的若干重要認(rèn)識(shí)。接著,針對(duì)關(guān)注大壩強(qiáng)震安全問題,采用勢(shì)流體模擬庫水、彌散裂縫模型模擬裂縫產(chǎn)生-拓展、流-固動(dòng)力耦合分析數(shù)值方法,建立壩體-庫水-基巖地震相互作用分析三維動(dòng)力有限元數(shù)值模型,分析了大壩強(qiáng)震動(dòng)力特性。最后,針對(duì)混凝土重力壩當(dāng)初設(shè)計(jì)狀態(tài)(建成運(yùn)行初期)、當(dāng)前裂縫狀態(tài)兩種條件,基于可靠度分析理論,借助于先進(jìn)有限元程序OpenSees,進(jìn)行大壩強(qiáng)震時(shí)不變與時(shí)變可靠度分析。
[Abstract]:In the 1960s and 1970s, more concrete gravity dams were built in China, and most of them were located in seismic zones and strong earthquake prone areas. The deterioration of concrete structures, design defects, runaway construction quality, overloading and service, earthquake impact and other reasons lead to the safety of these gravity dams decreased year by year, especially difficult to withstand strong earthquake action. In the past, although the seismic problem of concrete gravity dams has been deeply studied at home and abroad. However, there are few studies on the operation state and strong earthquake reliability of concrete gravity dams with large controlling cracks after long service. In view of this, this paper takes the concrete gravity dam of a reservoir as the research object, focusing on the field monitoring and analysis of the dam, the cause of the dam crack, and the dynamic characteristics of the strong earthquake of the dam. The operation state and strong earthquake reliability of concrete gravity dam are studied in the aspects of dam strong earthquake reliability analysis and so on. The present situation of cracks and the cause of formation of concrete gravity dam are analyzed. This paper is devoted to explore a scientific and reasonable technical method for the crack formation and reliability evaluation of large concrete gravity dams in China. The main research work and some understandings obtained in this paper are as follows: firstly, the site test and indoor test of concrete and reinforcing bar in dam body are carried out in view of dam pier, facing water surface and back water surface of side pier, where cracks are more prominent. The strength characteristics of concrete and reinforcement in dam body are determined quantitatively, and the necessary experimental data and calculation parameters are provided for the analysis of the present situation of dam cracks and the causes of cracks, the analysis of dynamic characteristics of strong earthquakes, the evaluation of reliability, and so on. Then, the macroscopic characteristics and spatial distribution of the pier cracks are observed by the field measurement of the dam, and the historical measured records, such as the crack characteristics and the distribution, are combined. Some important knowledge about the formation and development of pier crack and its influencing factors are obtained. Then, in order to solve the problem of dam strong earthquake safety, the potential fluid is used to simulate the reservoir water, the dispersion fracture model is used to simulate the generation and expansion of cracks, and the numerical method of fluid-solid dynamic coupling analysis is used. A three-dimensional dynamic finite element numerical model for seismic interaction analysis of dam body, reservoir water and bedrock is established, and the dynamic characteristics of strong earthquake of dam are analyzed. Finally, aiming at the initial design state of concrete gravity dam (initial stage of construction and operation) and the two conditions of current crack state, based on reliability analysis theory and with the help of the advanced finite element program OpenSees, the reliability of the dam during strong earthquake is analyzed.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TV698.23;TV642.3

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本文編號(hào)：2053077