水库结冰对混凝土面板堆石坝影响的研究

发布时间：2018-08-29 13:02

【摘要】：混凝土面板堆石坝主要由面板、趾板、垫层、过渡层、主堆石区、次堆石区组成。混凝土防渗面板在土石坝防渗中起到关键作用,在我国北方高寒地区,水库冬季水面结冰,对冰压力对面板的影响进行研究是有十分有必要的。由于随着温度变化,冰的形态多变,为了便于研究结冰固态状态下冰荷载对混凝土面板堆石坝的影响,本文进行了相应简化,采用了有限元分析软件ANSYS进行分析,利用接触单元模拟冰层与面板的接触情况,选择了同时使用冰层位移与静冰荷载来分别计算混凝土面板堆石坝面板的应力,并进行了对比分析,以验证模型的可靠性,通过对比,两种方法吻合度较高。另外对不同冰厚、不同结冰位置对于混凝土面板堆石坝的影响进行了敏感性分析,通过整理和分析不同情况下面板的最大主应力以及面板与冰层的接触状态,得出了相应的规律。结果显示,面板最大主应力均随着冰层厚度和冰层位移的增大而增大;水位越低,影响越大。提出了以冰层位移计算面板最大主应力的方法,计算方法具有一定的可操作性,最终计算结果表明水库结冰对面板影响不大,与观测资料吻合,证明了本方法的可行性。
[Abstract]:The concrete face rockfill dam is mainly composed of face slab, toe slab, cushion layer, transition layer, main rockfill area and secondary rockfill area. The concrete impervious face slab plays a key role in the impermeability of earth-rock dams. It is necessary to study the influence of ice pressure on the concrete face slab because the water surface of the reservoir freezes in winter in the north of China. In order to study the effect of ice load on concrete face rockfill dam under the condition of frozen solid state, the paper simplifies it with the change of temperature and the shape of ice. The finite element analysis software ANSYS is used to analyze the effect of ice load on concrete faced rockfill dam. The contact element is used to simulate the contact between the ice layer and the slab, and the displacement of the ice layer and the static ice load are chosen to calculate the stress of the concrete face rockfill dam respectively, and the comparison and analysis are carried out to verify the reliability of the model. By comparison, the two methods have a higher degree of coincidence. In addition, the influence of different ice thickness and icing position on concrete face rockfill dam is analyzed. Through sorting and analyzing the maximum principal stress of concrete face slab and the contact state between slab and ice layer, The corresponding laws are obtained. The results show that the maximum principal stress increases with the increase of ice thickness and ice displacement, and the lower the water level, the greater the influence. This paper presents a method for calculating the maximum principal stress of the slab by ice layer displacement. The calculation method is operable. The final calculation results show that the ice formation of the reservoir has little effect on the slab, which is in agreement with the observed data, which proves the feasibility of the method.
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TV641.43

【参考文献】

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本文编号：2211291