重力壩深層抗滑穩(wěn)定有限元超載降強(qiáng)綜合法運(yùn)用研究
本文關(guān)鍵詞:重力壩深層抗滑穩(wěn)定有限元超載降強(qiáng)綜合法運(yùn)用研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:在眾多水庫大壩的設(shè)計建造中,重力壩依靠自身適應(yīng)性強(qiáng)、方便施工、利于發(fā)電和泄洪、安全度高等優(yōu)點而在業(yè)內(nèi)逐漸獲得廣泛運(yùn)用,,現(xiàn)已經(jīng)基本成為國內(nèi)高壩施工建設(shè)中的主要形式。而多數(shù)情況下,由于壩基基礎(chǔ)并不能保證都是完整的巖體,造成壩基建設(shè)條件極其復(fù)雜,因此在復(fù)雜地基條件上建設(shè)的大壩安全特性具有工程風(fēng)險。一旦發(fā)生壩工失事事件,不單是會破壞壩體結(jié)構(gòu),還會嚴(yán)重威脅到大壩下游區(qū)域的人民的生命財產(chǎn)安全,并對經(jīng)濟(jì)造成不可估量的損失。這也就使得重力壩的穩(wěn)定可靠問題分析研究成為水工建筑中舉足輕重而又經(jīng)常遇到的一個難題,需要進(jìn)行深入探討研究的重要課題。 新世紀(jì)以來,國內(nèi)外大量科研人員投身于重力壩的穩(wěn)定可靠問題的分析科研中,得到了大量計算重力壩壩工結(jié)構(gòu)深層抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)的計算方式,但是,截至目前業(yè)內(nèi)還沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)精準(zhǔn)客觀的評價方法。近年來,隨著計算機(jī)的日益普及,有限元法逐漸得到了專業(yè)人士的廣泛運(yùn)用。目前有限元方法中采用的超載法和強(qiáng)度折減法是分別單獨(dú)考慮了水荷載和壩基材料強(qiáng)度單一因素變化的作用,得到相應(yīng)的安全系數(shù)。但是,實際工程結(jié)構(gòu)中重力壩的抗滑穩(wěn)定性是在水荷載和壩體壩基材料強(qiáng)度共同變化作用下的結(jié)果,超載降強(qiáng)綜合考慮了這兩方面因素變化,體現(xiàn)了實際工程極限條件的可能范圍。 本文首先對重力壩深層抗滑穩(wěn)定研究現(xiàn)狀進(jìn)行了梳理,并重點介紹了超載降強(qiáng)綜合方法,探討了該方法的理論合理性。其次,對ANSYS有限元法進(jìn)行了闡述,并說明了ANSYS大型有限元分析軟件的使用過程和方法。最后,運(yùn)用ANSYS大型有限元分析軟件,對武都碾壓混凝土重力壩的19#壩段建模,運(yùn)用有限元超載降強(qiáng)綜合法、有限元超載法和有限元強(qiáng)度折減法進(jìn)行該壩段的深層抗滑安全穩(wěn)定分析。分別得到采用超載降強(qiáng)綜合法、超載法和強(qiáng)度折減法條件下該壩段的穩(wěn)定安全系數(shù),并與武都水庫重力壩的19#壩段模型試驗結(jié)果對比分析,闡明了超載降強(qiáng)綜合方法的合理可靠性。 本論文與具體的工程實際相結(jié)合,運(yùn)用ANSYS有限元分析軟件,分析探討了超載降強(qiáng)綜合法、超載法和強(qiáng)度折減法,得到武都碾壓混凝土重力壩的19#壩段安全系數(shù),探討超載降強(qiáng)綜合法的合理性和可靠性,其得到的安全系數(shù)具有工程實際應(yīng)用價值。
【關(guān)鍵詞】:重力壩 超載降強(qiáng)綜合法 深層抗滑穩(wěn)定 有限元
【學(xué)位授予單位】:太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:TV642.3;TV223
【目錄】:
- 摘要3-5
- ABSTRACT5-8
- 目錄8-11
- 第一章 緒論11-19
- 1.1 研究的背景和意義11-12
- 1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀12-15
- 1.3 重力壩深層抗滑穩(wěn)定基本分析方法15-17
- 1.4 本論文研究的主要內(nèi)容17-18
- 1.5 本論文的創(chuàng)新點18-19
- 第二章 重力壩深層抗滑穩(wěn)定分析方法19-41
- 2.1 重力壩失穩(wěn)的主要形式19-21
- 2.1.1 表層滑動穩(wěn)定分析20-21
- 2.1.2 深層滑動穩(wěn)定分析21
- 2.2 重力壩深層失穩(wěn)的類型及其特點21-23
- 2.2.1 滑動面傾向上游的情況21-22
- 2.2.2 滑移面傾向下游的情況22-23
- 2.3 剛體極限平衡法原理23-32
- 2.3.1 雙滑裂面法24-27
- 2.3.2 三滑裂面法27-32
- 2.4 有限單元法原理32-35
- 2.4.1 應(yīng)力代數(shù)和比值法32-33
- 2.4.2 超載系數(shù)法33-34
- 2.4.3 強(qiáng)度折減法34-35
- 2.4.4 有限元法判別準(zhǔn)則35
- 2.5 分項系數(shù)法原理35-41
- 第三章 重力壩深層抗滑穩(wěn)定有限元綜合法41-46
- 3.1 常用有限元方法的優(yōu)缺點41-42
- 3.2 影響結(jié)構(gòu)安全的因素分析42-43
- 3.3 有限元綜合法43-46
- 3.3.1 有限元綜合法的基本理論43-44
- 3.3.2 有限元綜合法的優(yōu)缺點44-46
- 第四章 ANSYS 有限元46-53
- 4.1 有限元法概述46-49
- 4.1.1 有限元的發(fā)展和基本思想46-47
- 4.1.2 有限元法的基本步驟47-49
- 4.2 ANSYS 有限元簡介49
- 4.3 ANSYS 分析類型49-50
- 4.4 PLANE42 單元—二維結(jié)構(gòu)實體單元50-51
- 4.5 NEWTON-RAPHSON迭代方法51-53
- 第五章 武都重力壩深層抗滑穩(wěn)定分析53-83
- 5.1 武都重力壩工程概況53-56
- 5.1.1 工程地形地貌53
- 5.1.2 工程地層巖性53-54
- 5.1.3 工程主要地質(zhì)構(gòu)造54-56
- 5.2 武都重力壩模型試驗56-58
- 5.2.1 模型相似條件及模型確定56
- 5.2.2 模型材料特性56-57
- 5.2.3 試驗測量系統(tǒng)57
- 5.2.4 模型加載57
- 5.2.5 試驗結(jié)論57-58
- 5.3 武都重力壩有限元超載降強(qiáng)綜合法計算58-68
- 5.3.1 模型建立58-59
- 5.3.2 有限元計算模型59-62
- 5.3.3 有限元超載降強(qiáng)綜合法計算結(jié)果62-68
- 5.4 武都重力壩有限元超載法計算68-74
- 5.5 武都重力壩有限元強(qiáng)度折減法計算74-80
- 5.6 結(jié)論80-83
- 第六章 總結(jié)和展望83-85
- 6.1 總結(jié)83
- 6.2 展望83-85
- 參考文獻(xiàn)85-89
- 致謝89-91
- 攻讀碩士學(xué)位期間公開發(fā)表的學(xué)術(shù)論文91
【參考文獻(xiàn)】
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本文關(guān)鍵詞:重力壩深層抗滑穩(wěn)定有限元超載降強(qiáng)綜合法運(yùn)用研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號:350874
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