在地震發(fā)生過程中庫水會使大壩表面承受施加的動水壓力,該動水壓力給大壩的安全穩(wěn)定性帶來諸多不確定性的影響,精確的求解地震過程中壩面動水壓力對壩體的安全穩(wěn)定性評價意義重大。目前對壩面動水壓力的研究方法仍存在求解理論模型簡單、無法精確對庫水運(yùn)動形態(tài)求解等問題。在總結(jié)已有的研究基礎(chǔ)上,利用開源CFD軟件OpenFOAM中動網(wǎng)格技術(shù),參數(shù)化分析了壩體在簡諧波激勵下壩面動水壓力的影響因素,驗證Westergaard經(jīng)典解析公式并修正Westergaard簡化公式;研究了地震波激勵條件下、不同激勵方向時的壩面動水壓力的分布特性。研究結(jié)果如下:（1）利用CFD動網(wǎng)格技術(shù)對壩面動水壓力的求解與理論解析解能較好吻合,說明該方法對求解地震激勵下壩面動水壓力問題是可信的、有效的。（2）建立二維壩體-地基-庫水模型,利用簡諧波激勵壩體,對壩面動水壓力影響因素做參數(shù)化研究,結(jié)果表明:振幅A、周期T、水深D對壩面動水壓力的影響較小;庫水表面微幅重力波對壩面動水壓力的影響較小,但在大振幅、大周期的波形激勵下,會產(chǎn)生一定幅度的重力波,這會影響壩面動水壓力偏小。所以不考慮表面重力波時,Westergaard解析公式對求解... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

壩面動水壓力問題

10圖 1-2 研究技術(shù)路線1.2.3 創(chuàng)新點(diǎn)(1) 利用CFD動網(wǎng)格技術(shù)對壩面動水壓力的求解與理論解析解能較好吻合，說明該方法對求解地震激勵下壩面動水壓力問題是可信的、有效的，為壩面動水壓力研究提供了新的思路。(2)對 Westergaard 簡化公式進(jìn)行了修正，修正后的 Westergaard 簡化公式對垂直壩體和傾斜壩體表面動水壓力都能較好的吻合，具有良好工程應(yīng)用價值。(3) 建立壩體-地基-河岸-庫水系統(tǒng)，研究了單向、二向及三向聯(lián)合激勵下壩面動水壓力特征，并分析單向與三向激勵之間壩面動水壓力的關(guān)系，有工程指導(dǎo)意義。

最早利用 C++編程語言編寫的開源 CFD 軟件包。C++的語言特性對微分方程描述簡單，代碼可讀性強(qiáng)，繼承性內(nèi)置多面體網(wǎng)格劃分程序 snappyHexMesh，能對復(fù)雜幾何形狀。是目前功能最強(qiáng)大，最具應(yīng)用潛力的 CFD 軟件。用戶可以通過一些必要的知識(數(shù)學(xué)、物理及編程技術(shù)等)創(chuàng)建，能很好的滿足擁護(hù)自定義需求。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]滿足相似條件的混凝土重力壩振動臺試驗方法研究[J]. 朱彤,王忠陽,周晶.  水力發(fā)電學(xué)報. 2017(10)
[2]地震力與共振動水壓力綜合作用下冰磧堰塞壩失穩(wěn)機(jī)制研究[J]. 周亦良,姚令侃,艾洪舟,陳秒單.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2017(07)
[3]不同激振方向下動水壓力對高面板壩面板動應(yīng)力的影響[J]. 孔憲京,許賀,鄒德高,胡志強(qiáng),周揚(yáng).  水利學(xué)報. 2016(09)
[4]庫水對高面板堆石壩動力反應(yīng)的影響[J]. 岑威鈞,張自齊,袁麗娜,陳亞南.  武漢大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2015(04)
[5]地震作用下重力壩動水壓力的高精度時域公式[J]. 杜修力,王璞如,趙密,曹勝濤.  水力發(fā)電學(xué)報. 2015(03)
[6]基于SBFEM的豎向地震重力壩動水壓力算法研究[J]. 王毅,林皋,胡志強(qiáng).  振動與沖擊. 2014(01)
[7]壩—水相互作用中水的壓縮性影響研究[J]. 高瑞強(qiáng),宮必寧,郭建平.  水利與建筑工程學(xué)報. 2008(01)
[8]Dynamic dam-reservoir interaction analysis including effect of reservoir boundary absorption[J]. LIN Gao?, DU JianGuo & HU ZhiQiang School of Civil and Hydraulic Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China.  Science in China（Series E:Technological Sciences）. 2007(S1)
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[10]重力壩壩體—庫水相互作用的振動臺試驗研究[J]. 李德玉,張伯艷,王海波,禹瑩.  中國水利水電科學(xué)研究院學(xué)報. 2003(03)

博士論文
[1]基于SBFEM的大壩—庫水—地基動力相互作用分析[D]. 杜建國.大連理工大學(xué) 2007

碩士論文
[1]波浪作用下海上風(fēng)電復(fù)合筒型基礎(chǔ)周圍海床動力響應(yīng)研究[D]. 于聰.天津大學(xué) 2014
[2]基于OpenFOAM的數(shù)值造波與消波模型及其應(yīng)用[D]. 查晶晶.上海交通大學(xué) 2011
[3]碾壓混凝土重力壩地震壩前動水壓力研究[D]. 尹祥平.大連理工大學(xué) 2006



本文編號：3024260