興建水庫可以調(diào)節(jié)利用水資源，除害興利，促進國民經(jīng)濟發(fā)展和保障人民生命財產(chǎn)安全。截止2000年底，我國共興建各類水庫8.5萬余座，其中土石壩占90％以上。土石壩是歷史最悠久的壩型，也是當(dāng)今世界建造數(shù)量最多、體積最大、高度最高的一種壩型。 隨著現(xiàn)代土石壩設(shè)計水平的提高，施工技術(shù)的快速發(fā)展，土石壩的設(shè)計日益完善，施工質(zhì)量也大幅度提高，由于穩(wěn)定及滲透方面原因遭到破壞的事例已越來越少，而由于不均勻變形引起的土石壩裂縫問題卻非常普遍，由此帶來的滲漏造成壩體破壞的事例也比較多。在施工期間，由于壩體自重的作用，土石壩會產(chǎn)生沉降、橫向和縱向的水平位移。傳統(tǒng)的土石壩應(yīng)力變形分析都是沒有考慮施工過程的影響，將全部荷載一次加上，這和分層填土、碾壓的施工過程是不符的。因此，本文基于ANSYS軟件，實現(xiàn)了土石壩施工過程應(yīng)力變形仿真分析。本文的主要工作如下： 1．介紹了土體變形的基本特征和幾種常見的土體本構(gòu)模型的建模原理，并且進行了模型比較，選定鄧肯一張E-B作為土石壩應(yīng)力變形計算的本構(gòu)模型。 2．根據(jù)ANSYS軟件的強大功能及其在巖土工程方面的不足，利用其二次開發(fā)功能完成了鄧肯-張E-B模型的添加。 3．利用ANSYS軟件的二次開發(fā)功能，編制程序，完成了土石壩施工過程應(yīng)力變形仿真計算，并且編制了結(jié)果后處理程序。 4．為了驗證程序的準(zhǔn)確性，本文建立了一個均質(zhì)壩模型，進行有限元計算，計算結(jié)果符合一般的工程實際。本文還對盤石頭水庫堆石壩進行了有限元計算，計算結(jié)果和南京水科院的計算結(jié)果比較吻合。 5．結(jié)合燕山水庫工程實例，對燕山水庫河槽段斜墻壩進行了施工過程應(yīng)力變形仿真分析，繪制了應(yīng)力和位移等值線圖及特殊單元施工過程應(yīng)力位移變化曲線，最后還進行了單元安全度的分析。
【學(xué)位單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2007
【中圖分類】：TV641
【部分圖文】：

(﹂芝︶州令只側(cè)荷載步荷載步圖3一6大主應(yīng)力變化曲線圖3一7小主應(yīng)力變化曲線壩體斷面的應(yīng)力和位移等值線圖見圖3一2一圖3一5。從圖2及圖3可以看出，最大沉降約巧.275cm，位于壩體中部約1/2壩高處。最大沉降量為壩高的0.49%，在己建工程觀測值范圍以內(nèi)。從水平位移等值線圖上可以看出，壩體向上下游的最大位移均為1.155cm，位于1/2一l/3壩高處，上下游的分布較對稱。從圖3一4及圖一5可以看出，最大主應(yīng)力和最小主應(yīng)力沿壩軸線自底向上逐漸減小，且最大值發(fā)生在壩軸線附近靠近壩基處

(﹂芝︶州令只側(cè)荷載步荷載步圖3一6大主應(yīng)力變化曲線圖3一7小主應(yīng)力變化曲線壩體斷面的應(yīng)力和位移等值線圖見圖3一2一圖3一5。從圖2及圖3可以看出，最大沉降約巧.275cm，位于壩體中部約1/2壩高處。最大沉降量為壩高的0.49%，在己建工程觀測值范圍以內(nèi)。從水平位移等值線圖上可以看出，壩體向上下游的最大位移均為1.155cm，位于1/2一l/3壩高處，上下游的分布較對稱。從圖3一4及圖一5可以看出，最大主應(yīng)力和最小主應(yīng)力沿壩軸線自底向上逐漸減小，且最大值發(fā)生在壩軸線附近靠近壩基處

工業(yè)及城市生活供水為主，兼顧農(nóng)田灌溉，結(jié)合發(fā)電、養(yǎng)殖。水庫大壩壩型為混凝土面板堆石壩，大壩壩頂高程275.7m，最大壩高102.2m，壩長約606m，壩頂寬8.Om，上游壩坡 1:1.4，下游俄臺間壩坡 1:1.35。壩體典型剖面圖見圖3一9。圖3一9壩體最大剖面圖材料計算參數(shù)取自中國水科院巖土所的室內(nèi)三軸試驗成果(參見《盤石頭面板堆石壩壩基砂卵石及壩料試驗研究報告》)。次堆石料采用17層弱一微風(fēng)化頁巖，各材料計算參數(shù)如表2所示。單元剖分采用八節(jié)點四邊形單元，整個剖面總共分2914個單元，8801個節(jié)點。計算中，采用非線性增量分析方法，整個壩體分30級加載。表1盤石頭水庫壩料力學(xué)參數(shù)材材料 料 廠 dddCCC滬滬△尹尹 RfffKKKKbbbnnnmmmKurrrnUrrr名名稱 稱 KN/m333(MPa)))(o)))(o)))))))))))))))))主主堆石石 21.000OOO54.22212444.8866610500059000.2777.2555210000.2777次?
【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 王波;申向東;;瀝青混凝土心墻土石壩應(yīng)力應(yīng)變計算[J];黑龍江水專學(xué)報;2008年02期

2 熊鵬;劉超群;張延玲;陶良;;基于鄧肯-張模型的黏土心墻堆石壩有限元數(shù)值模擬分析[J];安全與環(huán)境工程;2013年03期

3 張寶英;馬麗;;某水庫土石壩安全性能分析[J];水利科技與經(jīng)濟;2012年05期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條

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2 蕭燕子;基于二次開發(fā)的土石壩數(shù)值仿真分析及防滲墻優(yōu)化研究[D];天津大學(xué);2010年

3 侯文萃;心墻堆石壩壩料分區(qū)配置應(yīng)力應(yīng)變有限元分析[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2011年

4 王波;瀝青混凝土心墻土石壩應(yīng)力與變形FEM分析[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2008年

5 鄒波忠;仁宗海堆石壩在填筑過程中的變形分析與壩坡穩(wěn)定性研究[D];成都理工大學(xué);2009年

6 韓艷;瀝青混凝土力學(xué)模型參數(shù)研究及瀝青心墻堆石壩三維數(shù)值分析[D];西安理工大學(xué);2010年

7 劉艷;基于ANSYS的土壩加高應(yīng)力變形有限元分析[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2010年

本文編號：2881449