杨房沟拱坝静动力有限元分析
发布时间：2020-04-23 19:18
【摘要】：杨房沟水电站位于凉山州木里县雅砻江中游河段,地处地震活跃地带,该工程的挡水建筑物为拱坝,其抗震性能是人们普遍关注的问题,为了评价杨房沟拱坝的抗震性能,对杨房沟拱坝进行多种工况的静动力有限元分析。分析时采用Westerggard动水附加质量法、无质量地基模型,用直接积分法求解拱坝在地震作用下的动力响应。主要的研究内容如下:(1)前期阅读大量文献,阐述了拱坝地震分析时的横缝模型、动水模型、地基模型和地震动输入方法四个方面的研究现状。(2)介绍了拱坝静动力有限元分析的基本理论和拱坝的有限元等效应力计算方法。(3)建立了考虑横缝和不考虑横缝的两种拱坝模型,由拱坝的各种参数条件计算所要施加的自重、水压、淤沙压力、温度荷载、动水压力、地震荷载和阻尼,确定了边界条件。(4)不考虑横缝的影响,对拱坝进行静动力有限元分析,静力工况时,拱坝的最大顺河向位移为5.85cm,最大主拉应力为4.45MPa,最大主压应力为9.92MPa;动力工况时,拱坝的最大顺河向位移为11.828cm,最大主拉应力为8.67MP,最大主压应力15.35MPa。拱坝在建基面处有明显的应力集中现象,采用有限元等效应力法评价其安全性,计算得到静力工况时的有限元等效应力均小于1.5MPa,满足混凝土拱坝的抗拉要求,动力工况时的最大有限元等效应力达到5.29MPa,超出混凝土拱坝的允许拉应力,值得注意。结果表明温降增大拱坝的拉应力,温升增大拱坝的压应力,考虑地震作用后拱坝的动力响应明显增大。(5)考虑横缝影响,对拱坝进行静动力有限元分析,静力工况下横缝大部分部位是闭合的,同不考虑横缝时拱坝的应力位移分布区别不大。动力工况下,横缝在拱坝上部拱冠梁附近及靠近左右两岸的位置容易张开,其最大张开度为11.15mm。横缝的张开,拱向正应力得以释放,使得拱坝的应力重分布,拱坝的拱向正应力有所减小,梁向正应力有所增大,拱坝顶部拱冠梁附近和建基面处的拉应力减小,但拱坝的整体性降低。相较应力的增大程度而言,考虑横缝时对位移的影响不大。考虑横缝后有限元等效应力明显减小,动力工况时的有限元等效应力最大值为3.57MPa,满足混凝土拱坝的抗拉要求。(6)最后对全文工作进行总结并对进一步的研究方向做出展望。
【图文】：
图２．１－１邋８节点６面体单元逡逑单元的位移模式为：逡逑
法、Ｎｅｗｍａｒｋ法等。本文用ＡＢＡＱＵＳ进下面对其作具体介绍。逡逑认为是线性加速度法的推广。逡逑速度、加速度分别为４、和p海浚澹粒保颍哄义襄澹澹ǎ粒村澹澹蓿恚浚ǎ粒玻ǎ眨樱澹粒颍樱蓿粒簦郏ǎ埽幔樱幔樱欤粒欤菔保鲜郊聪咝约铀俣燃偕琛ｅ义狭耸奔洳侥诩铀俣鹊谋浠⒂跋炝朔椒ǎ丁５保幔剑欤彩保剑ǎ玻保常常┫嗟庇诩铀
本文编号：2638058
【图文】：
图２．１－１邋８节点６面体单元逡逑单元的位移模式为：逡逑
法、Ｎｅｗｍａｒｋ法等。本文用ＡＢＡＱＵＳ进下面对其作具体介绍。逡逑认为是线性加速度法的推广。逡逑速度、加速度分别为４、和p海浚澹粒保颍哄义襄澹澹ǎ粒村澹澹蓿恚浚ǎ粒玻ǎ眨樱澹粒颍樱蓿粒簦郏ǎ埽幔樱幔樱欤粒欤菔保鲜郊聪咝约铀俣燃偕琛ｅ义狭耸奔洳侥诩铀俣鹊谋浠⒂跋炝朔椒ǎ丁５保幔剑欤彩保剑ǎ玻保常常┫嗟庇诩铀
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