本文關(guān)鍵詞：裂縫對混凝土重力壩動力特性及動力承載力影響的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在實際工程中,無論采取怎樣的裂縫預(yù)防控制措施,混凝土重力壩依然會帶裂縫運(yùn)行,因此裂縫對壩體動力特性和承載力的影響成為重力壩建設(shè)必須要考慮的問題。裂縫屬于損傷的范疇,本文主要從損傷分析著手,重點研究重力壩損傷與壩體動力特性及承載力的關(guān)系。目前,線彈性分析的大壩動力特性及承載力體系較為成熟,而針對地震高發(fā)區(qū)混凝土重力壩損傷情況下的動力特性和承載力分析還處于探索階段,相關(guān)研究還比較少。本文基于大型有限元軟件ABAQUS對大壩進(jìn)行動力損傷分析,找出大壩的破壞范圍并計算破壞區(qū)域的區(qū)域損傷程度,然后賦予破壞區(qū)域新的材料性質(zhì),求解大壩地震前、后自振特性的變化,進(jìn)而對比得出損傷對壩體自振特性的影響。接著利用混凝土損傷塑性本構(gòu)模型,通過簡諧波激勵,計算得出混凝土重力壩共振破壞形態(tài)與對應(yīng)的極限塑性應(yīng)變能,根據(jù)損傷狀態(tài)能夠確定重力壩地震反應(yīng)主要按第一振型振動,根據(jù)塑性耗能能夠確定該壩的損傷程度。本文用塑性應(yīng)變能來表示剩余承載力,分析出損傷程度與剩余承載力的關(guān)系。本文還分別研究了不同階頻率及振型與大壩損傷的關(guān)系。文中以Koyna重力壩為例,通過分析可以得出以下結(jié)論:1)通過不同幅值地震波的加載,觀察出各階頻率對損傷的敏感度。重力壩的前兩階振動頻率受損傷的影響比較大;對于低階頻率,地震加速度幅值越大,損傷越嚴(yán)重,重力壩損傷前后的頻率改變也越大;而對于高階的頻率,重力壩損傷前后的頻率大小改變已不太明顯。2)從損傷的分析過程可以看出,地震持時對重力壩的損傷影響非常大,同一地震波加載過程中,損傷不斷由外向內(nèi)擴(kuò)展,直至完全破壞。3)不同頻率引起的共振破壞形態(tài)不同。荷載按第1階頻率共振對應(yīng)的極限荷載幅值最小,同時壩體耗散的塑性應(yīng)變能最大;重力壩的損傷是由第1階自振頻率附近的波引起的,第2、3階等更高階的頻率的波引起壩體損傷需要更大的波幅,目前已知的加速度幅值尚無法使第4階頻率產(chǎn)生共振。4)重力壩損傷后第1階振型的位移變化量及振型應(yīng)變能改變量可以描述損傷的狀態(tài)。5)重力壩在損傷后獲得一定的抗損傷能力,這種能力在損傷不大的情況下非常明顯;先后加載波的順序不同,其剩余承載力也不一樣。大壩初始損傷越大,則塑性應(yīng)變能越大,重力壩的剩余動力承載力就越小,當(dāng)大壩達(dá)到臨界破壞時,剩余承載力為0。6)重力壩在兩階不同外激勵頻率同時作用下,其產(chǎn)生的塑性應(yīng)變能也遠(yuǎn)大于兩階頻率單獨作用時各自產(chǎn)生的塑性應(yīng)變能之和,對于不同頻率的加速度幅值的疊加,產(chǎn)生的損傷裂縫并不等于它們各自損傷的疊加之和。本文論述了大壩的自振特性受損傷裂縫影響的特點,并且找出剩余承載力與大壩損傷裂縫對應(yīng)的關(guān)系,探討了該方法用于實際工程中的適用性,為大壩的損傷動力分析提供一些有價值的參考。
【關(guān)鍵詞】：重力壩 動力特性 損傷裂縫 承載能力 ABAQUS
【學(xué)位授予單位】：南京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TV312;TV642.3
【目錄】：

• 致謝3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 工程背景9-10
• 1.2 混凝土重力壩裂縫的研究10-13
• 1.2.1 重力壩裂縫分類10-11
• 1.2.2 混凝土重力壩產(chǎn)生裂縫的原因11-12
• 1.2.3 裂縫模型12-13
• 1.3 混凝土重力壩的振型及頻率研究13-14
• 1.4 混凝土重力壩的承載力研究14-16
• 1.4.1 裂縫的分析方法14-15
• 1.4.2 混凝土壩抗震分析研究動態(tài)15-16
• 1.4.3 混凝土壩裂縫對承載力的影響16
• 1.5 本文的研究工作16-19
• 1.5.1 研究內(nèi)容16-17
• 1.5.2 研究方法17
• 1.5.3 技術(shù)路線17-19
• 第二章 動力有限元分析理論與方法19-29
• 2.1 運(yùn)動方程的建立19-22
• 2.2 運(yùn)動方程的求解22-24
• 2.3 非線性有限元基本理論與方法24-27
• 2.3.1 彈塑性理論24
• 2.3.2 屈服準(zhǔn)則24-26
• 2.3.3 彈塑性分析的基本方程26-27
• 2.3.4 彈塑性損傷本構(gòu)模型[49]27
• 2.4 本章小結(jié)27-29
• 第三章 震損重力壩的動力特性分析29-58
• 3.1 影響重力壩動力特性的因素及控制方法29
• 3.2 結(jié)構(gòu)自振頻率計算基本理論29-33
• 3.2.1 結(jié)構(gòu)自振頻率計算基本理論30
• 3.2.2 帶裂縫結(jié)構(gòu)的自振頻率推導(dǎo)30-33
• 3.2.3 分析與討論33
• 3.3 重力壩的損傷與動力特性的對應(yīng)關(guān)系33-54
• 3.3.1 Koyna大壩的簡介33-34
• 3.3.2 材料參數(shù)34-35
• 3.3.3 作用荷載35-36
• 3.3.4 分析計算及結(jié)果36-40
• 3.3.5 損傷對各階頻率影響大小的分析40-42
• 3.3.6 損傷對各階振型影響的分析42-54
• 3.4 壩踵的開裂對結(jié)構(gòu)自振特性的影響54-57
• 3.5 本章小結(jié)57-58
• 第四章 重力壩損傷對承載力的影響58-76
• 4.1 重力壩的能量平衡方程58-59
• 4.2 大壩動力損傷與塑性應(yīng)變能59-63
• 4.3 基于塑性應(yīng)變能的剩余承載力分析63-72
• 4.3.1 初始損傷與塑性應(yīng)變能的關(guān)系63-68
• 4.3.2 損傷后二次加載地震波對剩余承載力的影響68-72
• 4.4 不同階頻率疊加對大壩損傷狀態(tài)的影響72-74
• 4.5 本章小結(jié)74-76
• 第五章 總結(jié)與展望76-78
• 5.1 總結(jié)76
• 5.2 展望76-78
• 參考文獻(xiàn)78-81

【引證文獻(xiàn)】

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳顯;;大體積混凝土裂縫成因分析及其防治措施簡介[A];福建省第十一屆水利水電青年學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2007年

  本文關(guān)鍵詞：裂縫對混凝土重力壩動力特性及動力承載力影響的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：405748