發(fā)布時(shí)間：2021-11-28 21:09

　　利用三維有限元方法,對(duì)蘇阿皮蒂水利樞紐泄洪底孔壩段在竣工期和運(yùn)行期進(jìn)行了四種工況的數(shù)值模擬分析,得到了壩體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力變形情況。由計(jì)算結(jié)果可知,竣工期在自重荷載作用下,整個(gè)壩體往上游方向發(fā)生位移,位移自下而上逐漸增大;運(yùn)行期受上游水壓力和地震慣性力作用,整個(gè)壩體往下游方向發(fā)生位移,位移自下而上逐漸增大;四種工況下,壩體位移分布連續(xù),最大位移均較小,變形滿足要求;竣工期和運(yùn)行期的壩體結(jié)構(gòu)、壩踵、壩趾應(yīng)力均滿足重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范要求。 

【文章來源】：水力發(fā)電. 2020,46(01)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

蘇阿皮蒂水利樞紐布置示意(單位:m)

泄洪底孔壩頂高程215.50 m，壩頂寬19.20 m，壩基最低開挖高程103.00 m。泄流底孔為短有壓進(jìn)口的壩身無壓泄水孔，分為2孔，進(jìn)口體形為橢圓曲線，進(jìn)口段后設(shè)置2孔尺寸為5.0 m×7.0 m(寬×高)的事故檢修門，出口端采用2孔尺寸為5.0 m×6.0 m(寬×高)的弧形閘門控制，壓坡段位于弧形閘門上游，坡度為1∶4.5，事故檢修門與弧形閘門之間布置鋼襯。出口端下游設(shè)置長64.59 m的泄槽，底坡斜率為1∶10，后接反弧段及挑流鼻坎，反弧半徑28 m，挑流鼻坎高程為125.958 m。泄洪底孔典型剖面見圖2。2 數(shù)值計(jì)算模型

根據(jù)圣維南原理[2]，若大壩的基礎(chǔ)越大，則基礎(chǔ)邊界約束條件的變化情況對(duì)壩體中應(yīng)力和位移的影響越小，壩基上下游方向及深度的計(jì)算范圍都取為1.0倍壩高。計(jì)算模型沿河流方向長300 m，沿壩軸線寬12.5 m、高212.5 m(參見圖3a)。實(shí)體單元共359 187個(gè)，節(jié)點(diǎn)575 101個(gè)。其中壩體和上部結(jié)構(gòu)劃分單元343 891個(gè)，基巖劃分單元152 96個(gè)。綜合考慮計(jì)算精度和計(jì)算機(jī)成本，泄洪底孔結(jié)構(gòu)和壩體網(wǎng)格剖分較密(參見圖3b)，基巖網(wǎng)格剖分根據(jù)距離壩體遠(yuǎn)近由疏到密。在壩踵、壩址等重點(diǎn)關(guān)注部位進(jìn)行了網(wǎng)格加密。有限元法是彈性力學(xué)理論中的一種數(shù)值解法，將結(jié)構(gòu)劃分為若干結(jié)點(diǎn)聯(lián)系的有限個(gè)單元，利用邊界條件和連續(xù)條件，根據(jù)彈性力學(xué)理論列出單元的應(yīng)力、應(yīng)變、位移關(guān)系式和全部結(jié)點(diǎn)平衡方程組，依靠電子計(jì)算機(jī)計(jì)算出壩體和壩基內(nèi)各點(diǎn)的應(yīng)力和變形[3]。本文采用ANSYS完成泄洪底孔壩段的結(jié)構(gòu)三維有限元靜力計(jì)算。壩體混凝土采用SOLID65單元，壩基巖石采用SOLID45單元。SOLID65單元是專為混凝土等抗壓能力遠(yuǎn)大于抗拉能力的非均勻材料開發(fā)的單元，可以模擬混凝土中的加強(qiáng)鋼筋以及材料的拉裂和壓潰現(xiàn)象。SOLID65單元在8結(jié)點(diǎn)等參單元SOLID45的基礎(chǔ)上，增加了針對(duì)于混凝土的性能參數(shù)和組合式鋼筋模型，可以根據(jù)不同混凝土材料屬性，分別設(shè)置不同的張開剪切傳遞系數(shù)、抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。


本文編號(hào)：3525145