【摘要】：水電站大壩的安全是在水電站運行期間關注的重點,尤其在汛期,水電站大壩的安全更是關乎下游人民的生命財產(chǎn)安全。貫流式水電站雖然水頭較低,但距離城市較近,一旦發(fā)生潰壩,直接威脅著整個城市的安全,因此,對于貫流式水電站的大壩安全問題正在引起越來越多學者的關注。大壩的變形分析涉及的學科較多,其分析方法的選擇直接關系著對大壩安全的判斷及預測,正確和適當?shù)姆治龇椒軌蛄私獯髩蔚陌踩F(xiàn)狀,同時能預測大壩在遭遇極端洪水工況時各建筑物的可靠性。本文選取黃河干流某典型貫流式水電站作為研究對象,采用數(shù)值模擬的方法,分析大壩結構在不同泄流工況下的變形特性。首先,根據(jù)研究對象的相關設計圖紙、參數(shù),建立出大壩主要結構的三維模型。通過改變閘門開度和機組啟閉情況得到校核、設計洪水工況的大壩模型,對校核、設計洪水工況進行數(shù)值模擬計算得到相應的泄流流態(tài)、流速,并將計算結果與水工模型試驗結果對比,驗證了數(shù)值計算方法及模型的正確性和可靠性。其次,通過改變閘門開度和機組啟閉情況得到由水工模型試驗確定的在庫水位為1551m的5種運行工況泄流方案的大壩模型,對各泄流方案進行數(shù)值模擬計算,得到不同泄流方案的大壩結構變形特性,通過對5種泄流方案大壩變形特性進行分析,選出僅考慮流固耦合對變形影響時的最優(yōu)泄流方案。最后,改變最優(yōu)泄流方案中的機組啟閉情況,對不同機組啟閉情況進行數(shù)值模擬計算,得到各機組啟閉方案中大壩的變形特性。研究結果表明:在庫水位為1551m的運行工況下,大壩的主要變形發(fā)生在泄洪閘閘墩和閘門上,5種泄流方案中,2、4號閘門開8.2m的泄流方案(三)閘墩及閘門變形量最小,在僅考慮流固耦合對變形影響時是最優(yōu)的泄流方案,不同機組啟閉方式對大壩的變形影響較小,不作為大壩變形的主要影響因素。
【圖文】：

圖 2.1 空間有限單元Fig. 2.1 Space finite element.3)看出：從 ( , j,m)kN k = i僅是坐標 x ,y （空間問題是 ξ , η ,ζ )的函分量是形函數(shù)的函數(shù)。因此，相鄰單元的位移是連續(xù)的。點單元(如平面問題的四邊形4個結點和8個結點，空間問題的六點，超單元的 32 個結點，五面體的 6、9、10 個結點)的形函數(shù)線性函數(shù)。力學基本方程力作用下而產(chǎn)生應力，應力會引發(fā)應變產(chǎn)生，而彈性物體當作用大小也會隨之改變，因此彈性物體變形涉及到彈性變形的范疇，面上的應變，一個點的應變有 6 個應變分量，這些應變分量共同。那么物體某點上的應變分量的表述對于我們研究物體的變形是們可以用正應變分量xxε ，yyε ，zzε 和切應變分量xyε ，xzε ，yzε 這一步闡述。

( e) ( e) ( e)K d=f~)Trruv 。陣進行疊加即可求出物體總的剛度矩陣K 2k的剛度矩陣，，將全部節(jié)點所受到或產(chǎn)生維的向量 f 和d ，那么整個結構的計算表達k d=f行求解就能求出物體內任一小單元的節(jié)點元幾何形狀是空間四面體，小單元內節(jié)點的中的位移場如下式：
【學位授予單位】：西華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TV698.1

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本文編號：2671510