地震波斜入射下库底淤沙对拱坝的地震影响研究

发布时间：2020-10-23 03:14

　　 在过去的二十年是我国水电史上的黄金时期,一大批的高坝从各大流域相继矗立,特别是在水能资源充沛的西部地区更是拥有许多世界知名的水利工程。但是,同样我们应该了解我国西部属于地震多发地带,地震烈度总体上看,以西部地区最高,强震频发。水利工程抗震具有特殊意义,一旦失事不但危及工程本身,还会产生一系列的次生灾害,给大坝下游居民造成无法估量的损失,这就给大坝的抗震安全带来了挑战。本文从地震波以不同的入射角斜入射,库底淤沙对大坝地震的影响等方面展开研究,主要研究内容如下:(1)首先研究了如何使用有限元解决波动问题,以有限元分析为主要手段,建立拱坝、库水和淤沙有限元模型,由于在地震作用下,库水震动会对坝体产生一个附加作用力,动水压力会反过来作用于坝体,整个过程反映了地震作用下强烈的流固耦合效应,所以ADINA仿真中采用FSI模块进行计算。研究在拱坝有限元模型中黏弹性人工边界的设置。同时分析了二维黏弹性边界和三维黏弹性边界,研究地震波倾斜入射的方法,实现地震波以不同的入射角倾斜入射,将倾斜入射的地震波分解为横河向和顺河向。(2)在建立好的拱坝模型中选取坝顶,坝底,左右坝肩几个代表性的参考点,根据建立的拱坝模型尺寸拟定一个合理的淤沙厚度,分析地震波斜入射不同入射角度各参考点的X方向和Y方向的地震响应位移。然后在坝体中轴线上下游各选取五个参考点做坝体主应力响应分析,证明不同入射角度对坝体位移和主应力都有影响,并得出一个最不利入射角度。(3)通过分析得出一个最不利入射角度,然后以库底淤沙作为变量,分别比较考虑淤沙和不考虑淤沙两种情况,分别在拱坝有限元模型上选取同样的参考点,然后进行比较两种情况下的位移和最大主应力变化情况。通过分析得出库底淤沙对拱坝地震响应有一定的影响。同时根据结论可以对水利工程大坝建设提出一些实质性的建议,对水工结构抗震具有重要意义。
【学位单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TV642.4;TV312
【部分图文】：

图 1.1 二维空间入射情况示意图下输入波场的确定于 SH 波，计算区内任意一点的波场可以写为：( , , ) ( / )IZ sU x y t u t r C

图 1.2 三维空间入射情况示意图对于 SH 波，空间内任意一点的波场可以写成：( , , , ) ( / )IZ sU x y z t u t r C对于 SV 波，计算区内任意一点的波场可以写为：IU x y z t u t r C

波进行放大，本模型中的地震波采用将波的能量减小一半的方式处理，从底部的坐标轴 x、y、z 三个不同的方位同时入射。水体按正常蓄水位计算。图2.1 某拱坝-库水-地基系统模型网格划分图2.2 某拱坝-库水-淤沙-地基系统模型网格划分图 2.3 水平地震波加速度曲线图 2.4 水平地震波速度曲线-8-6-4-202460 5 10 15 20加速度(m/s2)时间(s)-0.6-0.4-0.200.20.40.60
【参考文献】

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本文编号：2852482