【摘要】：近年來我國經(jīng)濟總量、技術(shù)水平和科學(xué)理論得到了迅速的發(fā)展,為了緩解國內(nèi)能源緊缺的問題,新建了三峽水壩、二灘水壩和丹江口水利樞紐等一大批大型水壩。在正常蓄水情況下,這些大型水壩能夠滿足正常使用的需求。然而,我國近年自然氣候異常,洪水和地震等惡劣自然災(zāi)害頻發(fā),在上述極端情況下,這些大型水利工程一旦發(fā)生破壞必然對下游生態(tài)環(huán)境和人民生命財產(chǎn)安全產(chǎn)生巨大威脅。因此,研究地震荷載作用下庫水-壩體-無限地基系統(tǒng)的破壞過程和失效方式具有重要意義。該論文基于擴展有限元法、附加質(zhì)量法和無限元法的基本原理,通過ABAQUS、MATLAB和FROTRAN編譯器等軟件,結(jié)合工程實際情況,進行了如下研究工作:(1)基于擴展有限元基本理論模擬了水壓超載過程中重力壩壩頸和壩踵裂紋的開裂過程,在計算過程中,水位的超載過程視為靜力加載過程,考慮裂紋內(nèi)不同水壓力分布情況對于壩體開裂過程的影響,得到了裂紋開裂路徑和裂紋初始開裂角。計算結(jié)果表明裂紋內(nèi)不同水壓分布對于重力壩壩頸裂紋開裂影響較小,但對于壩踵裂紋影響較大,且裂紋內(nèi)均布水壓模型的初始開裂角最大。(2)研究了地震荷載作用下,重力壩壩頸裂紋、壩踵初始裂紋以及主次裂紋動態(tài)開裂過程。通過設(shè)定不同長度的壩踵裂紋,得到了壩體各部位的裂紋擴展路徑以及單一壩體壩頸裂紋、壩踵裂紋和主次裂紋的裂紋發(fā)展規(guī)律。(3)模擬了庫水-壩體-無限地基系統(tǒng)中重力壩壩頸和壩踵的開裂過程及主次裂紋的相互影響。采用無質(zhì)量地基模型和半無限地基模型研究了無限地基對于重力壩各部位開裂的影響,得到了不同初始裂紋條件下庫水-壩體-無限地基系統(tǒng)中壩體各位置的開裂路徑,并得到了壩體系統(tǒng)中重力壩的破壞模式和裂紋擴展規(guī)律。與單一壩體模型對比,表明無限地基作用的模型開裂程度和壩頂相對位移明顯減小,且半無限地基模型的地震響應(yīng)小于無質(zhì)量地基模型。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TV223;TV313;O346.1

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本文編號：2541363