基于广义塑性理论的高土石坝动力分析

发布时间：2018-10-16 15:18

【摘要】：土石坝作为一种古老的坝型,因其取材方便,构造简单,受力明确等特点一直以来都是水利工程的首选坝型。我国水资源丰富且主要分布在西南地区,然而这些地区是高强度地震常发区,对高土石坝的建设与运营带来不利。随着经济水平的提高,电力需求越来越大,高土石坝建设是以后的发展趋势,目前300m级的高土石坝已在设计规划中。目前,对于强震区高土石坝的动力反应的研究还不够成熟,但是高土石坝的加速度放大倍数、坝体沉降、永久位移等对研究高土石坝在强震区的变形与稳定性尤为重要。本文是基于此背景下,结合国家自然科学基金项目《基于广义塑性理论的土工格栅加筋土石坝的动力分析》(5140090546),利用在FLAC3D软件中新开发的广义塑性模型,通过三轴试验的模拟算例与FLAC3D自带的本构模型对比,验证广义塑性模型的正确性,建立了基于广义塑性模型的高土石坝动力分析方法,并对高土石坝在强震作用下的动力反应进行多工况的分析和研究,具体工作如下:(1)首先介绍FLAC3D的基本原理,在其预留的自定义本构模型板块中,基于广义塑性理论新开发的广义塑性模型的基础上,设计了三轴试验的模拟算例与FLAC3D自带的本构模型对比,验证广义塑性模型的正确性。(2)基于FLAC3D软件中新开发的广义塑性模型,建立基于广义塑性模型的高土石坝动力分析方法,针对建设期与蓄水期的坝体变形,本文以坝高250m的均质土石坝,应用该分析方法研究其在地震荷载作用下的变形。结果显示:基于广义塑性模型的高土石坝动力分析方法能很好模拟坝体在地震作用下的变形,建设期与蓄水期的坝体变形基本一致,上游水平位移由于水压力的存在,位移偏向下游移动;竖向沉降由于水的托浮力的影响,位移向上移动;位移数值相对较大的发生在坝顶。(3)为全面系统研究和分析对比高土石坝在强震作用下的动力反应,本文设计了不同的工况(不同坝高、不同坝坡、不同峰值加速度等)对高土石坝加速度放大倍数、坝体沉降、永久位移进行对比分析,结果显示:坝高越高,坝坡越陡,峰值加速度越大,所得位移越大,且在坝体上部1/5范围内变形数值较大,是重点防护和加固的区域。
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【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TV641

【参考文献】

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本文编号：2274761