【摘要】：拱壩蓄水初期的應(yīng)力狀態(tài)和變形機(jī)制關(guān)系到高拱壩的工作性態(tài)及長期安全運(yùn)營。研究拱壩應(yīng)力重分布從而誘發(fā)拱壩失穩(wěn)的機(jī)理及其漸進(jìn)破壞過程的演化,能為拱壩安全運(yùn)營提供參考依據(jù)。因此,本文以大崗山樞紐區(qū)內(nèi)的高拱壩為研究對(duì)象,在ANSYS有限元軟件中建立了大崗山高拱壩全尺寸三維數(shù)值模型,將加載不同工況條件荷載下的模型導(dǎo)入到RFPA~(3D)軟件計(jì)算。RFPA~(3D)軟件以Weibull隨機(jī)分布函數(shù)描述材料細(xì)觀非均勻性的特性為計(jì)算基礎(chǔ),對(duì)大崗山高拱壩模型進(jìn)行三維彈性損傷演化,進(jìn)而研究拱壩在蓄水期內(nèi)不同蓄水高程條件下壩體的應(yīng)力狀態(tài)和變形。從應(yīng)力狀態(tài)及變形角度,探究蓄水期內(nèi)不同庫水位條件對(duì)拱壩壩體的影響,并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)微震監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明:壩體高應(yīng)力區(qū)域的分布區(qū)域變化計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)微震監(jiān)測(cè)結(jié)果擬合度較好,為類似工程提供參考。本論文圍繞拱壩模型的數(shù)值計(jì)算,從以下幾個(gè)方面開展研究:1、大崗山高拱壩在各蓄水工況條件下的應(yīng)力狀態(tài)和變形研究。分別計(jì)算了空庫、蓄水初期等不同蓄水條件下的拱壩應(yīng)力狀態(tài),結(jié)果表明:(1)依據(jù)RFPA~(3D)軟件的數(shù)值計(jì)算結(jié)果確定了大崗山高拱壩在蓄水初期不同庫水位高程時(shí)的高應(yīng)力區(qū)及變形相對(duì)較大的區(qū)域。(2)數(shù)值模擬結(jié)果的高應(yīng)力區(qū)形狀和集中位置與大崗山高拱壩現(xiàn)場(chǎng)微震監(jiān)測(cè)的微震事件空間分布情況大體一致。微震事件橫河向上的空間分布為壩踵、壩趾區(qū)域呈現(xiàn)“團(tuán)簇”分布。隨著蓄水位增加,拱壩底部區(qū)域應(yīng)力分布不均勻,出現(xiàn)微破裂的現(xiàn)象。(3)在高拱壩從澆筑到正常蓄水運(yùn)行的整個(gè)周期中,大崗山高拱壩壩體在蓄水初期過程中的變形符合設(shè)計(jì)規(guī)律,對(duì)稱性較好,且大壩變形與蓄水位呈正相關(guān)性。隨著庫水位的抬升順河向變形持續(xù)增加,壩體在順河向和橫河向的變形最大值未超出合理范圍。2、拱壩微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡(luò)的評(píng)估優(yōu)化�；赗FPA~(3D)軟件數(shù)值模擬的計(jì)算結(jié)果可識(shí)別和圈定壩體潛在危險(xiǎn)區(qū),以此輔助確定傳感器網(wǎng)絡(luò)布設(shè)的候選點(diǎn)和震源位置,從而對(duì)現(xiàn)有的大崗山微震監(jiān)測(cè)傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行評(píng)估優(yōu)化。研究內(nèi)容總結(jié)如下:(1)提出了基于RFPA~(3D)數(shù)值模擬的微震傳感器網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化評(píng)估理論。(2)基于RFPA~(3D)軟件模擬演化了大崗山拱壩在多倍水荷載條件下的破壞漸進(jìn)過程,并依據(jù)微破裂分布確定壩體內(nèi)各單元的監(jiān)測(cè)權(quán)重系數(shù)。(3)通過新編制RFPA~(3D)軟件數(shù)值模擬計(jì)算了各傳感器網(wǎng)絡(luò)的震源位置標(biāo)準(zhǔn)誤差云圖,并對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)方案進(jìn)行優(yōu)化評(píng)估。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TV642.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2624079