發(fā)布時間：2020-06-07 18:42

【摘要】：水荷載是拱壩結(jié)構(gòu)承受的主要荷載,關(guān)系到拱壩結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。水荷載施加方法主要包括三種:面力施加、體力施加以及面力與體力結(jié)合施加,不同的施加方法分析得到的拱壩結(jié)構(gòu)應(yīng)力響應(yīng)不盡相同。為了研究拱壩結(jié)構(gòu)分析中水荷載施加方法的影響,本文基于滲流應(yīng)力耦合分析理論,利用有限元方法,計(jì)算分析不同水荷載施加方法作用下的拱壩應(yīng)力響應(yīng),同時研究了水荷載施加方法對拱壩整體承載力的影響。主要研究內(nèi)容如下:(1)總結(jié)水荷載及其施加方法的研究現(xiàn)狀,概括了多孔介質(zhì)滲流應(yīng)力耦合分析的研究進(jìn)展。(2)應(yīng)用有效應(yīng)力原理、彈塑性力學(xué)和有限元分析等基本理論,建立飽和非飽和多孔介質(zhì)滲流應(yīng)力耦合分析數(shù)學(xué)模型以及有限元分析方程,為應(yīng)用有限元法進(jìn)行滲流應(yīng)力耦合分析做理論鋪墊。(3)介紹了有限元分析軟件ABAQUS的分析流程及其關(guān)于滲流應(yīng)力耦合分析的理論,闡述了運(yùn)用ABAQUS進(jìn)行滲流應(yīng)力耦合分析的要點(diǎn)。(4)分析三種不同水荷載施加方法:壩面施加靜水壓力、壩面及庫岸巖面施加靜水壓力、壩面施加靜水壓力及地基施加滲透荷載。分析了不同水荷載施加方式下拱壩結(jié)構(gòu)的應(yīng)力與變形,比較分析不同施加方法對壩體應(yīng)力與位移的影響,結(jié)果表明壩面施加靜水壓力或壩面施加靜水壓力及地基施加滲透荷載對拱壩的應(yīng)力與位移響應(yīng)影響不大,考慮庫岸巖面水壓后,應(yīng)力增大會超過30%。(5)考慮壩體自重和溫度荷載,分析兩種荷載工況:壩面施加靜水壓力、壩面施加靜水壓力及地基施加滲透荷載,運(yùn)用超載法,對拱壩結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體承載力分析,研究了不同荷載工況下壩體應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)及結(jié)構(gòu)安全系數(shù)。
【圖文】：

圖２．３－１邋ＡＢＡＱＵＳ分析流程圖逡逑基于ＡＢＡＱＵＳ滲流應(yīng)力耦合分析逡逑ＢＡＱＵＳ／Ｓｔａｎｄａｒｄ中提供了滲流應(yīng)力楩合分析模型，可以求解多孔介質(zhì)飽滲流以及滲流應(yīng)力耦合等問題。逡逑１邋）確定材料參數(shù)逡逑孔介質(zhì)中孔隙水壓力的表示方法通常有兩種，一種為總孔壓，一種用謂超孔壓，指的是超出靜水壓力的那部分壓力，即總空壓與靜水壓力ＵＳ／Ｓｔａｎｄａｒｄ在進(jìn)行滲流應(yīng)力耦合分析時，可以用總孔壓或者超孔壓進(jìn)模型的重力荷載采用ＧＲＡＹ荷載模型進(jìn)行定義時，ＡＢＡＱＵＳ／Ｓｔａｎｄａｒｄ基析，此時必須定義材料相應(yīng)的干密度Ａ。除了確定材料的力學(xué)指標(biāo)楊氏〃外，還要定義多孔介質(zhì)的滲透系數(shù)以及孔隙內(nèi)流體的容重。逡逑用ＡＢＡＱＵＳ分析非飽和滲流應(yīng)力耦合問題時，，必須在材料屬性模塊中指水曲線以及兩者之間的變化規(guī)，否則，ＡＢＡＵＳ將孔視為飽

圖３．１－１壩體壩基水荷載施加方法逡逑３．２有限元模型與材料參數(shù)逡逑３．２．１拱壩體型逡逑某拱壩為混凝土雙曲拱壩，壩頂高程８３４．０ｍ，壩底高程５４５．０ｍ，最大壩高２８９．０ｍ。逡逑壩體體型采用橢圓線型，體型參數(shù)見表３．１。逡逑表３．１拱壩主要體型參數(shù)逡逑ｚｒｚ邐ｒｚｒ？＂？邋｜…一邐拱軸線拱冠￣拱軸線在拱冠處￣逡逑拱甩梁／ｍ邐拱灥厚度／ｍ邐半中心角廣邐＾邐，逡逑＿邐曲率半徑／ｍ邐橢圓半徑／ｍ逡逑高程邐邐邐邐邐邐逡逑上游面逡逑坐標(biāo)邋厚度左岸右岸邋左岸右岸左岸邐右岸左岸右岸逡逑８３４邐３８．１６６邐１４．０００邐１７．０００邐１８．０００邐４５．６１０邐４１．８８６邐４１６．０１９邐３２２．６７５邐１１０４．９６３邐１２９１．２１７逡逑８００邐１８．５８９邐３４．０８９邐３４．０８９邐３５．０１１邐４７．４８６邐４５．０８４邐３６１．６２９邐２７４．８２５邐１３８５．２０１邐１３６８．７３７逡逑７６０邐２．７６１邐４４．６９８邐５１．６５１邐５２．５７８邐４８．２３５邐４７．７８０邐３１８．１３９邐２３６．７２８邐１９３４．１３５邐１３９４．１５８逡逑７２０邐－６．４５６邐５３．３９９邐６５．８５９邐６６．９２５邐４７．７３３邐４９．０９１邐２８９．７９０邐２１４．４１９邐２６２６．９８５邐１２７７．９９２逡逑
【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TV642.4

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本文編號：2701842