深覆盖层上水电站厂房的振动特性与监测方法研究

发布时间：2020-06-24 13:51

【摘要】：随着我国水力发电事业的发展,现在国内水电站建设开始向中西部水能资源丰富地区转移。这些地区地质条件复杂,河床基础多为深覆盖层,其作为软基基础,具有明显的非线性阻尼特征,这势必会对土建结构的振动特性产生影响。本文利用有限单元法,针对深覆盖层上水电站厂房的结构特点,考虑土体的非线性阻尼特性,对电站厂房及其基础的振动特性及监测方法进行了研究分析。基于有限元法,考虑土层的非线性阻尼特性,采用不同的边界条件及阻尼参数取值方法,分别建立深覆盖层有限元动态模型进行时域的动力分析,并与传统的频域等效线性法计算结果进行对比。结果表明:在四周及底部施加粘弹性边界,并运用邹德高阻尼计算方法的动态模型能够较好的反应深覆盖层振动特性。在以上基础上建立的深覆盖层基础水电站厂房整体模型,能够较好的反应其在软基基础.上的动态特性。通过与无深覆盖层基础固定约束边界条件的水电站厂房模型对比表明:地基中深覆盖层的存在,扩大了厂房白振频率区间,提升了水电站厂房固有振动频率与振源频率错开度,且深覆盖层中的土体阻尼可以起到耗散振动能量的作用,这在一定程度上避免了水电站厂房与振源产生结构共振。针对有限元法网格划分的局限性,结合识别误差最小准则和插值拟合准则,提出了一种确定监测传感器最优布置位置的方法。该方法避免了仅使用识别误差最小准则方法时丢失最优解的问题。通过算例,对深覆盖层上水电站厂房进行了传感器优化布置分析,演示了该方法的计算过程。
【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】：2018
【分类号】：TV731
【图文】：

曲线,阻尼计算,振源,阻尼比

图２－１方法一的阻尼比与频率关系曲线逡逑）第二种方法［＠，Ｈｕｄｓｏｎ等人提出的阻尼计算方法考虑了振源的多阻尼计算方法的缺陷，即仅考虑土体单元基频的缺点，把输入与到运算中，这种计算方法通过两个频率来确定阻尼系ｗａ为深覆盖层土体的主频，ｗｂ邋＝邋ｎｗａ，ｎ为人于％／＼＾的奇数，频率。逡逑覆盖层动态模型计算中，阻圮系数的表达式：逡逑ａ邋＝邋２ｈ＾＿逦（ｗａ＋ｗｂ逡逑ｐ邋＝邋２ｈ邋—－—逦（厂逦Ｗｄ邋＋邋Ｗｂ逡逑阻尼系数计算方法同时兼顾了土体单元自身的自振特性和振源以看做上一种方法的改进方法，但是通过实验对比可知，这种阻一种方法一样，同样会低估ｗｄＵｗｂ频率范围内的实际阻尼。逡逑第三种方法Ｉ２７】，邹德高教授综合借鉴了以往的阻尼计算方法的优

曲线,粘性边界,物理,方法

逑｜逦Ｌｖ／Ｖｗ￣Ｉ逡逑图２－３粘性边界系统示意图逡逑其中模型边界法向物理元件的参数为：逡逑Ｗ－■逦２Ｇ邋＾ｒ－１逦－逡逑Ｋｎ＝－Ｙ＾ｉ逦（２－１９）逡逑Ｃｎ邋＝邋ｐＣｐ＾Ａｉ逦（２－２０）逡逑９逡逑

【参考文献】