本文關(guān)鍵詞：某混凝土重力壩有限元靜動力分析

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【摘要】：重力壩是由混凝土或漿砌石修筑的大體積擋水建筑物,其剖面基本呈三角形,整體由若干壩段組成。重力壩在水壓力及其它外荷載作用下,主要依靠壩體自重及其與基巖面的膠結(jié)產(chǎn)生的抗滑力來維持穩(wěn)定,并抵消由于水壓力所引起的拉應(yīng)力以滿足強(qiáng)度要求。因其具有相對安全可靠,耐久性好,抵抗?jié)B漏、洪水漫溢、地震和戰(zhàn)爭破壞能力都比較強(qiáng),并且設(shè)計、施工技術(shù)簡單,對不同的地形條件適應(yīng)性強(qiáng),易于機(jī)械化施工等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于水利水電攔河壩工程建設(shè)當(dāng)中。據(jù)統(tǒng)計,在各國修建的大壩中,重力壩在各種壩型中往往占有較大的比重。例如,截止2013年底,中國已建和在建的l00m以上高壩中,混凝土重力壩有73座,占比34%。擋水建筑物是整個水電站建設(shè)的關(guān)鍵,其安全性和穩(wěn)定性影響著水電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行,特別是在高烈度地震壩址區(qū),高穩(wěn)定性、高強(qiáng)度的壩體結(jié)構(gòu)為壩工的設(shè)計和施工提出了更高的要求。本文結(jié)合老撾境內(nèi)某常態(tài)混凝土重力壩工程的建設(shè)實際情況展開研究,采用傳統(tǒng)的材料力學(xué)法和線彈性有限元方法對常態(tài)混凝土重力壩的應(yīng)力、變形、抗滑穩(wěn)定以及抗震安全性進(jìn)行了如下幾個主要方面的研究：(1)采用材料力學(xué)法對平面應(yīng)變下的重力壩典型截面進(jìn)行了應(yīng)力、位移和抗滑穩(wěn)定分析,并作出了強(qiáng)度和抗滑穩(wěn)定安全評價。(2)基于有限單元法,研究了重力壩在靜力、強(qiáng)震作用下的受力狀態(tài)、變形、抗滑穩(wěn)定情況以及壩體的自振特性。分別采用振型分解反應(yīng)譜法(二維)和時程響應(yīng)分析方法(三維)對壩體動力響應(yīng)進(jìn)行了重點(diǎn)研究。研究表明,在靜力荷載作用下,該常態(tài)混凝土重力壩壩基上游抗拉以及下游抗壓承載力、壩趾和壩踵混凝土強(qiáng)度、混凝土層間和建基面抗滑穩(wěn)定均滿足規(guī)范要求；壩體應(yīng)力、位移分布合理,總體符合懸臂梁的分布規(guī)律；比較應(yīng)力及抗滑穩(wěn)定發(fā)現(xiàn),材料力學(xué)計算法要比有限元法保守。在動力載荷作用下,壩體安全性滿足要求,不僅可以保證結(jié)構(gòu)在通常情況下的安全運(yùn)營,也可以保證壩體在遭遇地震時,仍然有足夠的安全儲備,避免形成所謂的“常遇激勵,罕遇響應(yīng)”。計算成果對于工程設(shè)計具有一定的參考價值。
【關(guān)鍵詞】：重力壩 有限單元法 模態(tài)分析 反應(yīng)譜 時程動力響應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TV642.3;TV31
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-27
• 1.1 論文選題的依據(jù)和意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外重力壩應(yīng)力分析方法的發(fā)展現(xiàn)狀12-22
• 1.2.1 原型觀測12-13
• 1.2.2 理論分析方法(材料力學(xué)法)13-14
• 1.2.3 動力模型試驗14-16
• 1.2.4 重力壩模型材料16-19
• 1.2.5 數(shù)值計算19-22
• 1.3 重力壩抗震的工程概況22-26
• 1.3.1 峽谷建重力壩的新特點(diǎn)22
• 1.3.2 重力壩抗震理論研究發(fā)展22-23
• 1.3.3 重力壩抗震研究方法23-26
• 1.4 本文的研究內(nèi)容26-27
• 第二章 重力壩有限元靜動力分析方法27-34
• 2.1 重力壩有限元靜力分析方法27-28
• 2.2 重力壩動力分析的理論基礎(chǔ)28-29
• 2.3 ANSYS軟件簡介29-34
• 第三章 重力壩平面靜動力分析34-58
• 3.1 工程概況34-36
• 3.2 基本計算參數(shù)36-42
• 3.2.1 壩體混凝土力學(xué)參數(shù)36-37
• 3.2.2 基巖巖體力學(xué)參數(shù)37-38
• 3.2.3 抗剪強(qiáng)度指標(biāo)38
• 3.2.4 靜力荷載38-40
• 3.2.5 動力荷載40-42
• 3.2.6 荷載分項系數(shù)42
• 3.3 材料力學(xué)法靜力分析42-48
• 3.3.1 計算荷載及工況43-44
• 3.3.2 應(yīng)力結(jié)果分析44-46
• 3.3.3 抗滑穩(wěn)定分析46-48
• 3.4 平面有限元法線彈性靜動力分析48-57
• 3.4.1 計算荷載及工況48
• 3.4.2 有限元模型的建立48-49
• 3.4.3 自振特性分析49-52
• 3.4.4 壩體應(yīng)力分析52-54
• 3.4.5 壩體位移分析54-55
• 3.4.6 抗滑穩(wěn)定分析55-57
• 3.4.7 安全評價57
• 3.5 本章小結(jié)57-58
• 第四章 重力壩三維動力特性和時程響應(yīng)分析58-77
• 4.1 地震波的選取58-60
• 4.2 理論方法60-63
• 4.2.1 模態(tài)分析方法60-61
• 4.2.2 時程響應(yīng)分析方法61-62
• 4.2.3 Rayleigh阻尼理論62-63
• 4.3 計算模型及地震動參數(shù)的確定63-64
• 4.4 壩體自振特性分析64-66
• 4.5 重力壩時程響應(yīng)分析66-75
• 4.5.1 加速度響應(yīng)分析66-67
• 4.5.2 位移響應(yīng)分析67-71
• 4.5.3 應(yīng)力響應(yīng)分析71-75
• 4.6 本章小結(jié)75-77
• 第五章 結(jié)論與展望77-80
• 5.1 主要研究成果與結(jié)論77-79
• 5.2 研究展望79-80
• 致謝80-81
• 參考文獻(xiàn)81-83

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：894861