河道治理低水头液压坝特性研究及应用

发布时间：2020-09-21 15:29

　　 河流是现代城市的重要资源和环境承载体,是城市生存和发展的重要因素。随着城市现代化进程的加快,城市河流除了拥有防御洪水、排涝减灾、调水引清、蓄水灌溉、内陆航运等基本功能之外,更肩负起了美化城市环境、调节小流域气候、平衡区域生态系统的责任。因此,以河道综合治理为重点的城市生态建设已成为了社会关注的焦点。本文以南洋河天镇县核心区生态修复工程使用的液压坝为研究对象,通过理论与有限元分析,形成理论依据,以期为山西南洋河生态修复工程及山西七大流域的生态修复工程的建设提供技术支持。论文在研究学习了国内外河道治理和蓄水坝的研究现状基础上,基于南洋河天镇县核心区生态修复工程的实际,研究内容如下:(1)搜集资料,了解液压坝工作原理,根据液压坝实际运行情况建立ABAQUS有限元分析模型。(2)以有限元分析为手段,通过控制液压缸与坝面不同接触位置、不同支撑角度等因素,分析液压坝面板在不同工况下的受力情况。(3)通过对液压缸支撑力、坝面最大应力、坝面最大位移的分析,确定液压缸与坝面的最优支撑位置。(4)在最优支撑位置下对液压坝进行结构优化,并将优化结果与未优化对比,分析优化效果。本论文研究主要结论如下:(1)液压缸支撑力、坝面最大应力随液压缸支撑高度上升而减小,随坝面与水平面夹角的增大而增大,支撑高度低于坝高50%在实际工程中不建议使用。(2)坝面最大位移随坝面安放角度增大而增大,支撑位置靠近坝面中心(1、4、7号支撑位置),坝面会有外翻现象,越靠近两侧位置(3、6、9号支撑位置),坝面凹陷越严重。(3)液压缸与坝面的最佳支撑位置:高度距坝底为坝面高度的62.5%,距坝面两侧距离分别为坝宽的33.3%。(4)针对性地对液压坝面板进行加筋优化设计后,位移模态基本保持不变,液压缸支撑力基本维持不变,坝面最大应力有了大幅的下降,液压坝面板各位置位移有了大幅减小。对模型的优化、不同尺寸液压坝的分析以及液压坝在实际工程运行中遇到的问题等是下一步的研究方向。
【学位单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TV85

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本文编号：2823660