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直苴混凝土面板堆石坝三维应力—变形分析及面板配筋优化

发布时间:2018-12-09 19:43
【摘要】:混凝土面板堆石坝以薄面板防渗,这种坝型进20年来在适应各种复杂地形和地质条件、抗震性能、施工质量控制与检测技术等方面取得了很大的进展。混凝土面板堆石坝最重要的组成部分是堆石体,其变形程度对坝体的稳定和安全影响甚大。部分已建成的面板堆石坝因坝体变形和不均匀沉降而引起面板断裂,导致大量渗漏,对坝体的正常运行影响很大。因此,对混凝土面板堆石坝的坝体和面板进行应力-变形的研究是不可或缺的。本论文对混凝土面板堆石坝进行了有限元数值计算研究,主要包含了以下内容:1.利用大型有限元ANSYS软件建立了混凝土面板堆石坝的三维有限元模型,利用ANSYS热模块进行各个特征水位下该面板堆石坝工程的渗流分析,计算出该面板堆石坝各个特征水位工况下的渗流量,并确定各个特征水位工况下坝体内部的浸润线。为该面板堆石坝工程面板的应力应变有限元分析提供前提;2.编写了可接入有限元软件ANSYS的Duncan-Chang本构模型计算程序。将该本构模型程序用于三维面板堆石坝分析可知,该土体材料本构程序不但能够算出可信的坝体应力及变形结果,而且使得计算过得到简化的同时还克服了很多大型有限元软件缺乏土体材料本构模型的不足,并且还避免了编写一整套土石坝分析有限元程序所耗费的人力及时间;3.对混凝土面板的应力-变形特性进行了数值计算研究,其仿真结果与以往文献以及实测结果相符合;4.研究了混凝土面板的应力与变形在纵向配筋率为0.30%~0.45%之间变化时受到的影响,并用BP神经网络优化算法计算得到混凝土面板的纵向钢筋的最优配筋率;
[Abstract]:The concrete face rockfill dam is impervious with thin face slab. In the past 20 years, this type of dam has made great progress in adapting to various complicated terrain and geological conditions, aseismic performance, construction quality control and inspection technology. The most important component of concrete faced rockfill dam is rockfill, and its deformation has great influence on the stability and safety of the dam. Due to the deformation and uneven settlement of the dam body, some of the rockfill dams have been built, resulting in a large number of leakage, which has a great impact on the normal operation of the dam. Therefore, it is necessary to study the stress-deformation of concrete face rockfill dam. In this paper, the finite element numerical calculation of concrete face rockfill dam is carried out, which mainly includes the following contents: 1. The 3D finite element model of concrete face rockfill dam is established by using the large finite element ANSYS software. The seepage analysis of the concrete face rockfill dam is carried out by using the ANSYS heat module under various characteristic water levels. The seepage discharge of the concrete face rockfill dam under each characteristic water level condition is calculated, and the infiltration line inside the dam body under each characteristic water level condition is determined. It provides the premise for the stress and strain finite element analysis of the face slab of the face rockfill dam; 2. The calculation program of Duncan-Chang constitutive model with finite element software ANSYS is developed. The application of the constitutive model program to the analysis of 3D face rockfill dam shows that the constitutive code of soil material can not only calculate the credible stress and deformation results of dam body. It also overcomes the shortage of many large-scale finite element software which lacks the constitutive model of soil material, and avoids the manpower and time of compiling a whole set of finite element program for earth and rockfill dam analysis. 3. The stress-deformation characteristics of concrete slabs are numerically calculated, and the simulation results are in agreement with the previous literatures and the measured results. 4. The influence of stress and deformation of concrete slab on longitudinal reinforcement ratio of 0.30% to 0.45% is studied, and the optimal reinforcement ratio of longitudinal steel bar of concrete slab is calculated by BP neural network optimization algorithm.
【学位授予单位】:昆明理工大学
【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:2369926

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