本文關(guān)鍵詞：多場作用下混凝土面板堆石壩的有限元分析

  更多相關(guān)文章： 混凝土面板堆石壩 有限元 應(yīng)力與變形 溫度作用 裂縫

【摘要】：我國混凝土面板堆石壩技術(shù)引進(jìn)較晚,但呈現(xiàn)出起點(diǎn)高、發(fā)展迅猛的發(fā)展態(tài)勢,加上其良好的適用性、安全性和經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn),近些年來被工程界廣泛接受并采用,一度成為壩工界的首選壩型之一,不但積累了豐富的施工、檢測運(yùn)行和設(shè)計經(jīng)驗,而且面板堆石壩的理論和計算方法的研究也得到了長足發(fā)展,特別是面板堆石壩有限元分析取得的一系列科研成果,對面板堆石壩技術(shù)的成熟起到進(jìn)一步推動作用。然而,雖然面板堆石壩技術(shù)在我國日漸成熟,但實(shí)際工程中也反饋了大大小小的問題,特別是混凝土面板開裂問題的普遍性,也反映了面板堆石壩技術(shù)的不足。堆石壩面板應(yīng)力計算也就成為了堆石壩計算分析的關(guān)系課題之一。但由于堆石壩面板工作環(huán)境的復(fù)雜性,影響其面板應(yīng)力量值大小的因素很多,計算過程中如何考慮諸種因素的作用,各作用又會給面板應(yīng)力分布帶來什么樣的影響使我們需要關(guān)心和探討的。本文首先對混凝土面板開裂及其影響因素進(jìn)行了簡要探討,為下文有限元分析指定方向。然后基于ANSYS程序平臺完成對堆石體本構(gòu)模型的開發(fā),使之能夠方便應(yīng)用到堆石壩的計算分析之中,利用生死單元、多載荷步等功能實(shí)現(xiàn)堆石壩施工分層填筑和上游蓄水模擬過程。結(jié)合工程實(shí)際算例計算結(jié)果,了解堆石壩施工期重力場作用下堆石體的應(yīng)力和變形分布、蓄水期水力重力共同作用下堆石體的應(yīng)力和變形分布以及蓄水期水力場作用下面板的應(yīng)力和變形分布,深入認(rèn)識混凝土面板堆石壩真實(shí)的工作性狀。另外,本文探討了面板混凝土澆筑初期考慮日氣溫變化混凝土面板溫度場和應(yīng)力場的分布,計算分析了施工期氣溫驟降作用對面板應(yīng)力分布的影響。對面板頂端分別取自由端和約束端考慮,分析了不同約束情況下溫度作用產(chǎn)生的應(yīng)力分布的影響,確定了兩者的差異,總結(jié)了溫度作用下面板應(yīng)力的分布規(guī)律。并結(jié)合工程實(shí)際對溫度應(yīng)力產(chǎn)生混凝土面板裂縫的可能性進(jìn)行了探討,通過對實(shí)際工程面板裂縫的走向、深度、分布規(guī)律等特征與有限元計算結(jié)果的比較分析,對實(shí)際工程面板裂縫產(chǎn)生的主要原因做出了解釋。并結(jié)合分析結(jié)果對面板加固方法提出相應(yīng)的建議,為設(shè)計施工提供技術(shù)支持。另外考慮到堆石壩混凝土面板裂縫產(chǎn)生的普遍性,針對溫度作用產(chǎn)生裂縫的原因提出了設(shè)計施工上堆石壩面板裂縫預(yù)防措施。
【關(guān)鍵詞】：混凝土面板堆石壩 有限元 應(yīng)力與變形 溫度作用 裂縫
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TV641.43
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 混凝土面板堆石壩的發(fā)展歷程和特點(diǎn)10-12
• 1.2 混凝土面板堆石壩技術(shù)的研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 本文研究目的和意義15-16
• 1.3.1 研究目的15
• 1.3.2 研究意義15-16
• 1.4 本文主要內(nèi)容16-17
• 第2章 堆石壩混凝土面板開裂的原因及影響因素17-24
• 2.1 堆石壩面板開裂條件17
• 2.2 面板溫度應(yīng)力近似公式推導(dǎo)17-20
• 2.3 面板裂縫產(chǎn)生的原因及影響因素20-22
• 2.4 本章小結(jié)22-24
• 第3章 堆石壩堆石料本構(gòu)模型24-35
• 3.1 堆石體的力學(xué)特性24-25
• 3.2 堆石料的本構(gòu)模型25-27
• 3.3 Duncan-Chang模型27-30
• 3.4 各典型本構(gòu)模型計算對比30-33
• 3.5 本文堆石體本構(gòu)模型的選取33-34
• 3.6 本章小結(jié)34-35
• 第4章 混凝土面板堆石壩有限元分析的原理和方法35-50
• 4.1 基于ANSYS模擬混凝土面板堆石壩應(yīng)力應(yīng)變的原理和方法35-39
• 4.1.1 ANSYS軟件及其功能簡介35-36
• 4.1.2 堆石體材料非線性有限元的模擬原理和方法36-39
• 4.2 施工及蓄水過程模擬在程序中的實(shí)現(xiàn)39-43
• 4.2.1 ANSYS程序模擬施工和蓄水過程的實(shí)現(xiàn)過程39-42
• 4.2.2 有限元模型的關(guān)鍵問題討論42-43
• 4.3 溫度荷載作用下堆石壩混凝土面板應(yīng)力計算原理及模擬方法43-46
• 4.3.1 混凝土面板非穩(wěn)定溫度場有限元計算原理43-45
• 4.3.2 考慮變溫荷載作用時面板的應(yīng)力計算原理45-46
• 4.4 溫度場及溫度應(yīng)力計算過程中的關(guān)鍵技術(shù)問題46-49
• 4.4.1 程序模擬混凝土溫度場的可行性討論46-47
• 4.4.2 溫度場及溫度應(yīng)力場計算過程的實(shí)現(xiàn)過程47-49
• 4.5 本章小結(jié)49-50
• 第5章 工程應(yīng)用50-86
• 5.1 白云電站混凝土面板堆石壩的應(yīng)力應(yīng)變分析50-63
• 5.1.1 工程概況50-51
• 5.1.2 壩體有限元模型51-52
• 5.1.3 計算工況及荷載52
• 5.1.4 計算結(jié)果及分析52-63
• 5.2 溫度場作用下的混凝土面板的應(yīng)力分析63-75
• 5.2.1 計算條件63-66
• 5.2.2 計算工況選取66-67
• 5.2.3 計算結(jié)果及分析67-75
• 5.3 實(shí)際工程裂縫分布與有限元計算結(jié)果的對比分析75-84
• 5.3.1 工程實(shí)際裂縫檢測結(jié)果76-78
• 5.3.2 白云電站面板裂縫成因分析78-82
• 5.3.3 裂縫處理方案82-84
• 5.3.4 相關(guān)壩體裂縫預(yù)防措施84
• 5.4 本章小結(jié)84-86
• 結(jié)論和展望86-88
• 參考文獻(xiàn)88-91
• 致謝91

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉萌成;高玉峰;劉漢龍;;混凝土面板堆石壩應(yīng)力變形長期性狀有限元模擬[J];巖土力學(xué);2010年S1期

2 殷宗澤;;高土石壩的應(yīng)力與變形[J];巖土工程學(xué)報;2009年01期

3 王瑞駿,王黨在,陳堯隆;寒潮冷擊作用下堆石壩混凝土面板溫度應(yīng)力研究[J];水力發(fā)電學(xué)報;2004年06期

4 于淼,王瑞駿;公伯峽面板堆石壩施工期面板溫度應(yīng)力研究[J];水利水電技術(shù);2004年08期

5 楊德福,馬鋒玲;面板混凝土抗裂及耐久性研究[J];水力發(fā)電;2001年08期

6 張國新,張丙印,王光綸;混凝土面板堆石壩溫度應(yīng)力研究[J];水利水電技術(shù);2001年07期

7 郭誠謙;論高混凝土面板堆石壩的變形分析[J];水利水電技術(shù);1998年12期

8 楊德福;面板堆石壩混凝土面板防裂分析[J];水利水電技術(shù);1995年04期

9 蔣國澄;中國的混凝土面板堆石壩[J];水力發(fā)電學(xué)報;1994年03期

10 郭誠謙;論混凝土面板堆石高壩的設(shè)計[J];水利學(xué)報;1993年06期

，

本文編號：649077