既有重力式泥石流拦挡坝加固设计研究

发布时间：2017-09-06 09:28

  本文关键词：既有重力式泥石流拦挡坝加固设计研究

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【摘要】：既有重力式泥石流拦挡坝加固设计研究是如今社会的一个热点问题。在某些山区由于地质或者降水等原因而导致泥石流频发,人类从上世纪起在沟道内建设了许多重力式泥石流拦挡坝,这些坝体服役了有半个多世纪,其中许多重力式泥石流拦挡坝坝体出现了严重的损坏。因此,本文提出了重力式泥石流拦挡坝坝体的一种加固设计思路。本文介绍了ABAQUS相关的基础理论、有限单元法基本原理、接触问题的变分原理、然后对ABAQUS求解冲击问题中的建模方法进行说明,定义了单元类型、材料属性以及接触类别,提出了合理的建模方法。本文研究的主要内容有:(1)加固方案的研究以及加固方案的理论依据,对加固后重力式泥石流拦挡坝进行了4个典型冲击位置下新旧坝体结合面的接触力的时程曲线、新旧坝体结合面的位移、新旧坝体结合面的应力、植入钢筋的位移进行分析,以及在静力荷载作用下结合面的位移和压应力进行分析。结果表明新旧坝体结合面协同工作性能好,此加固方案是有效的。(2)对加固后重力式泥石流拦挡坝进行了在冲击荷载作用下植筋直径、混凝土等级、冲击质量、冲击速度、冲击角度、结合面摩擦系数等参数分析,获得了其对结合面的接触力峰值、结合面的位移峰值、植入钢筋的位移峰值的影响规律。以及在静力荷载作用下植筋直径、混凝土等级这两个参数对结合面的位移和压应力的影响规律。(3)结合数值分析结果,对坝体制定了监测方案,同时做了一个重力式泥石流拦挡坝加固的施工图设计,现加固设计已施工完毕,监测仪器也以安放到位。
【关键词】：重力式泥石流拦挡坝 加固设计研究 数值模拟 结合面响应 监测方案
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P642.23;TV698.23
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第1章 绪论11-20
• 1.1 研究背景与意义11-13
• 1.2 相关领域研究现状13-16
• 1.2.1 混凝土结合面研究13-14
• 1.2.2 冲击力方面研究方面14-15
• 1.2.3 泥石流拦挡坝15-16
• 1.3 主要研究内容与技术路线16-19
• 1.3.1 研究内容16-19
• 1.3.2 技术路线19
• 1.4 课题的创新性19-20
• 第2章 ABAQUS/Explicit基本理论概述20-26
• 2.1 AB AQ US功能简介20
• 2.2 AB AQ US单元库简介20-21
• 2.3 接触问题的变分理论21-26
• 2.3.1 问题描述21
• 2.3.2 接触条件21-22
• 2.3.3 接触问题的基本方程22-23
• 2.3.4 触问题的变分原理23-24
• 2.3.5 接触分析变量24-26
• 第3章 静荷载和冲击荷载下加固坝体结合面响应分析26-44
• 3.1 引言26
• 3.2 计算分析及设计26-32
• 3.2.1 平面布置26
• 3.2.2 加固设计26-27
• 3.2.3 加固拦挡坝坝肩、坝基设计坝肩27
• 3.2.4 护坦设计27-28
• 3.2.5 坝体稳定性验算28-32
• 3.3 泥石流拦挡坝的有限元模型32-34
• 3.4 冲击荷载作用下加固后泥石流拦挡坝体结合面的动力响应34-41
• 3.4.1 新旧坝体结合面的接触力分析34-36
• 3.4.2 新旧坝体结合面位移分析36-38
• 3.4.3 坝体的结合面应力分析38-40
• 3.4.4 植筋钢筋网位移分析40-41
• 3.5 静力荷载下泥沙满库作用下结合面的接触状态41-42
• 3.6 本章小结42-44
• 第4章 静荷载和冲击荷载加固后坝体结合面响应参数分析44-54
• 4.1 引言44
• 4.2 冲击荷载作用下植筋截面的影响44-45
• 4.3 冲击荷载作用下混凝土强度等级的影响45-46
• 4.4 冲击质量的影响46-47
• 4.5 冲击速度的影响47-48
• 4.6 冲击角度的影响48-49
• 4.7 结合面摩擦系数的影响49-51
• 4.8 静力荷载下不同混个凝土等级的影响51-52
• 4.9 静力荷载下不同植筋直径的影响52
• 4.10 本章小结52-54
• 第5章 加固后泥石流拦挡坝监测54-67
• 5.1 工程概况54-57
• 5.2 区域地质环境概况57
• 5.3 水文气象57-59
• 5.4 监测方案59-64
• 5.4.1 监测内容及目的59
• 5.4.2 方案的设计59-64
• 5.5 注意事项64
• 5.6 在静力荷载作用下数据分析64-67
• 结论和展望67-69
• 参考文献69-72
• 致谢72-73
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录73

【参考文献】

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本文编号：802318