本文關(guān)鍵詞：高面板堆石壩靜力和動(dòng)力分析及面板豎縫影響研究

  更多相關(guān)文章： 混凝土面板堆石壩 有限元分析 水布埡 面板豎縫 靜力、動(dòng)力分析

【摘要】：在水利工程的諸多壩型中,混凝土面板堆石壩(CFRD)具有很多優(yōu)勢(shì),可以利用當(dāng)?shù)夭牧辖ㄔ?地形和地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng),造價(jià)低,導(dǎo)流簡(jiǎn)便,運(yùn)行可靠,抗震性能好等優(yōu)點(diǎn),在國(guó)內(nèi)外水利水電資源開(kāi)發(fā)過(guò)程中起著重要的作用。國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者都肯定了其良好的發(fā)展前景,在近幾十年發(fā)展非常迅速,無(wú)論在數(shù)量和高度都有明顯增加。然而,目前有些高混凝土面板堆石壩已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn)面板接縫混凝土擠壓破壞的現(xiàn)象。由于在面板壩設(shè)計(jì)中,有整塊的薄而剛度大的面板鋪在有約束力的墊層上,出現(xiàn)收縮裂縫,因而面板應(yīng)該合理設(shè)置豎縫。在現(xiàn)有的研究中,大多數(shù)計(jì)算模型中的面板沒(méi)有設(shè)置豎縫,關(guān)于面板豎縫對(duì)堆石壩應(yīng)力應(yīng)變和動(dòng)力特性影響的研究較少。因此,全面了解面板分縫對(duì)面板和壩體的應(yīng)力變形以及地震作用下的動(dòng)力特性的影響對(duì)大壩設(shè)計(jì)及安全運(yùn)行具有積極的意義。本文采用數(shù)值分析方法(有限元方法)對(duì)面板壩在不同工況下進(jìn)行了靜力和動(dòng)力計(jì)算。所做主要工作如下：(1)借助大型有限元軟件ANSYS,模擬面板堆石壩施工填筑過(guò)程建立300m規(guī)則壩的分縫和不分縫的有限單元模型。采用已有土石壩三維有限元程序,對(duì)規(guī)則面板壩在空庫(kù)、半庫(kù)、滿(mǎn)庫(kù)三種工況下進(jìn)行靜力和動(dòng)力有限元計(jì)算。根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)兩種模型及三種工況進(jìn)行了分析對(duì)比。分析面板堆石壩的應(yīng)力、變形的大小和分布規(guī)律以及地震作用下的動(dòng)力反應(yīng)規(guī)律。并且通過(guò)比較分縫和不分縫模型的計(jì)算結(jié)果,探究豎縫對(duì)面板壩應(yīng)力變形的影響。(2)水布埡面板堆石壩壩高233m,是我國(guó)在建的最高的面板堆石壩。以水布埡混凝土面板堆石壩為工程實(shí)例,借助有限元軟件ANSYS建立水布埡的分縫和不分縫的有限單元模型,采用土石壩三維有限元程序?qū)λ紙好姘宥咽瘔卧诳諑?kù)、半庫(kù)、滿(mǎn)庫(kù)三種工況下進(jìn)行靜力和動(dòng)力有限元計(jì)算,分析面板堆石壩的應(yīng)力和變形的大小和規(guī)律以及地震作用下的動(dòng)力反應(yīng)。并且比較分縫和不分縫模型的計(jì)算結(jié)果,通過(guò)工程實(shí)例探究豎縫對(duì)面板壩應(yīng)力應(yīng)變的影響。
【關(guān)鍵詞】：混凝土面板堆石壩 有限元分析 水布埡 面板豎縫 靜力、動(dòng)力分析
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TV641.43
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 混凝土面板堆石壩簡(jiǎn)介9-10
• 1.2 混凝土面板堆石壩的發(fā)展10-12
• 1.2.1 國(guó)外情況10-11
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)情況11-12
• 1.3 面板豎縫12-13
• 1.4 有限元分析計(jì)算方法概述13-14
• 1.5 研究的目的和意義14-15
• 1.6 本文研究的主要內(nèi)容15-16
• 2 面板堆石壩靜力分析基本理論16-27
• 2.1 面板堆石壩分析中的單元類(lèi)型16-19
• 2.1.1 面板單元的單元類(lèi)型16
• 2.1.2 堆石體單元16-18
• 2.1.3 接觸面單元的單元類(lèi)型18-19
• 2.2 堆石體的本構(gòu)模型19-25
• 2.2.1 非線(xiàn)性彈性本構(gòu)模型20-23
• 2.2.2 彈塑性本構(gòu)模型23-25
• 2.3 混凝土面板的本構(gòu)模型25
• 2.4 面板堆石壩靜力非線(xiàn)性分析方法25-26
• 2.4.1 面板堆石壩逐級(jí)加載過(guò)程的模擬25
• 2.4.2 三維有限元靜力計(jì)算程序25-26
• 2.5 小結(jié)26-27
• 3 面板堆石壩動(dòng)力分析基本理論27-33
• 3.1 動(dòng)力計(jì)算本構(gòu)模型27-31
• 3.1.1 等效線(xiàn)彈線(xiàn)模型27-28
• 3.1.2 動(dòng)水壓力計(jì)算模型28-30
• 3.1.3 結(jié)構(gòu)動(dòng)力平衡方程30-31
• 3.2 面板堆石壩動(dòng)力反應(yīng)分析方法31-33
• 4 規(guī)則面板壩數(shù)值算例33-48
• 4.1 規(guī)則面板壩三維有限元分析33-37
• 4.1.1 計(jì)算模型33
• 4.1.2 壩體分區(qū)33
• 4.1.3 壩體有限元模型33-34
• 4.1.4 計(jì)算工況及荷載施加34-35
• 4.1.5 筑壩材料本構(gòu)關(guān)系模型及參數(shù)選定35
• 4.1.6 地震波的選取及其輸入方式35-37
• 4.2 規(guī)則面板壩靜力計(jì)算結(jié)果及分析37-44
• 4.2.1 計(jì)算結(jié)果37-42
• 4.2.2 結(jié)果分析42-44
• 4.3 規(guī)則面板壩動(dòng)力計(jì)算結(jié)果及分析44-47
• 4.3.1 計(jì)算結(jié)果44-46
• 4.3.2 結(jié)果分析46-47
• 4.4 小結(jié)47-48
• 5 水布埡面板壩的工程實(shí)例48-65
• 5.1 工程概況48-49
• 5.1.1 工程樞紐設(shè)計(jì)48-49
• 5.1.2 基本地質(zhì)條件49
• 5.2 水布埡面板壩三維有限元分析49-54
• 5.2.1 壩體填筑蓄水過(guò)程模擬及荷載加載49-50
• 5.2.2 壩體有限元模型50-52
• 5.2.3 壩體分區(qū)52
• 5.2.4 筑壩材料本構(gòu)關(guān)系模型及參數(shù)選定52-53
• 5.2.5 地震波的選取及其輸入方式53-54
• 5.3 水布埡面板壩靜力計(jì)算結(jié)果及分析54-61
• 5.3.1 計(jì)算結(jié)果54-59
• 5.3.2 結(jié)果分析59-61
• 5.4 水布埡面板壩動(dòng)力計(jì)算結(jié)果及分析61-64
• 5.4.1 計(jì)算結(jié)果61-64
• 5.4.2 結(jié)果分析64
• 5.5 小結(jié)64-65
• 6 結(jié)論與展望65-67
• 6.1 結(jié)論65-66
• 6.1.1 靜力部分65
• 6.1.2 動(dòng)力部分65-66
• 6.2 展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 致謝71-72

【相似文獻(xiàn)】

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