鹤壁市盘石头水库泄洪洞有限元数值模拟分析

发布时间：2017-10-18 22:47

  本文关键词：鹤壁市盘石头水库泄洪洞有限元数值模拟分析

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【摘要】：泄洪洞作为泄水建筑物,用于配合溢洪道或者其他泄水方式进行泄水,其运用的安全性,关系到大坝以及各水工建筑物的安全。对其结构内力的合理分析有助于更准确地了解衬砌内力,作为设计以及除险加固的依据。文中首先介绍了水工隧洞的类型、组成和工作特点,以及计算水工隧洞衬砌结构内力的方法,并简单介绍了有限元分析理论,最后以实际工程盘石头水库泄洪洞为例,对其泄洪洞进行分析研究。在分析过程中使用衬砌边值法和ANSYS软件建立有限元模型两种方法,对泄洪洞的现状237.97m蓄水位运行工况以及推测254.0m蓄水位运行工况进行数值模拟分析,研究分析其衬砌结构内力分布情况,再将有限元计算结果与衬砌边值法计算结果进行比较,选取合适的内力结果计算所需配筋,然后与结构原设计配筋对比,判别结构安全状况,同时考虑由于钢筋锈蚀导致钢筋实际面积减少引起的安全系数降低情况,然后采取针对性的加固措施。两种方法相互比较,更有效地证明了最后的结论。
【关键词】：无压隧洞 边值法 ANSYS软件 衬砌 盘石头水库
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV651.3;TV135.2
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 我国水工隧洞的发展8-9
• 1.2 水工隧洞的类型9-10
• 1.2.1 水工隧洞的类型9
• 1.2.2 水工隧洞的工作特点9-10
• 1.2.3 水工隧洞的组成10
• 1.3 水工地下洞室的围岩稳定性分析研究方法10-14
• 1.4 本文主要研究内容14-15
• 2 水工隧洞衬砌结构应力计算方法15-23
• 2.1 水工隧洞洞身段概述15-17
• 2.1.1 洞身断面型式16
• 2.1.2 洞身衬砌16-17
• 2.2 非圆形隧洞衬砌计算17-23
• 2.2.1 衬砌微分方程的边值问题17-20
• 2.2.2 方程式的数值解20-21
• 2.2.3 连接条件及作用荷载21
• 2.2.4 衬砌正常使用极限状态的验算21-23
• 3 有限元分析理论23-31
• 3.1 有限元基本理论23-26
• 3.1.1 有限元技术的发展23-24
• 3.1.2 有限元基本思想24
• 3.1.3 有限元方法的分析步骤24-26
• 3.2 隧洞结构中的非线性问题26-29
• 3.3 ANSYS软件概述29-31
• 3.3.1 ANSYS简介29
• 3.3.2 ANSYS软件的分析步骤29-31
• 4 工程实例31-67
• 4.1 工程基本情况31-32
• 4.2 衬砌边值法求解32-43
• 4.2.1 泄洪洞地质构造情况32-33
• 4.2.2 衬砌结构复核计算说明33
• 4.2.3 计算工况及荷载组合33
• 4.2.4 主要计算参数及荷载分析33-38
• 4.2.5 计算软件38
• 4.2.6 计算过程38-40
• 4.2.7 计算结果40-43
• 4.3 有限元法分析43-56
• 4.3.1 计算模型的选取43-47
• 4.3.2 计算工况47-48
• 4.3.3 计算结果48-56
• 4.4 内力计算结果的分析比较56-60
• 4.5 截面配筋计算60-65
• 4.5.1 计算软件60
• 4.5.2 截面配筋计算结果60-65
• 4.6 最终计算结果分析65-67
• 5 总结与展望67-69
• 5.1 总结67-68
• 5.2 展望68-69
• 攻读硕士学位期间参加的科研实践及发表论文69-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-73

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本文编号：1057605