基于动力测试数据的重力坝地震响应分析

发布时间：2020-11-05 07:14

　　 我国的水利工程的数量及规模均居世界前列,重力坝作为一种常见的大坝结构形式广泛分布于我国各地且数量众多,而我国又是一个地震多发的国家,重力坝一旦遭遇地震而造成溃坝,对下游地区的人民生命及财产将造成极大危害,因此对重力坝的抗震研究意义重大。本文以广东省乐昌峡水利枢纽混凝土重力坝为研究对象,结合现场动力测试数据,对大坝的动力有限元模型进行修正,并对比分析了无质量地基模型和粘弹性人工边界对大坝地震响应的影响,在此基础上分析大坝的动力响应及横缝状态对结构地震响应的影响,主要内容如下:(1)针对重力坝的结构特点,制订了详细的动力特性测试方案,对大坝进行了两次不同水位下的现场测试,根据获取的响应数据用随机子空间法与增强频域分解法得到了两个水位下三个坝段的自振频率。(2)使用弹簧单元施加在坝段两侧来模拟横缝状态对坝段刚度的影响,弹簧的刚度系数采用模型修正方法利用实测频率值进行反演,同时修正坝体的材料参数,修正后的模型自振频率与实测值较为接近,证明修正后的模型较为可靠。(3)选取一个坝段,分别采用粘弹性人工边界与无质量地基模型进行地震反应分析,对比两种边界条件下关键点位移与应力极值,计算结果表明:粘弹性人工边界考虑了无限地基的辐射阻尼,物理概念清楚,更接近实际情况,所得地震响应较小;无质量地基模型计算地震响应结果较大,较为保守。(4)以三个特征坝段为研究对象,分析了不同横缝连接状态、不同水位下重力坝的地震应力响应与位移响应,结果表明:横缝完全断开时大坝的刚度较横缝部分连接时小,所得应力与位移响应较大;由于动水压力的影响,大坝高水位的应力与位移响应较低水位时大。因此,在重力坝的抗震计算中,不能忽视横缝完全断开和高水位造成的抗震不利。
【学位单位】：防灾科技学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TV642.3;TV312
【部分图文】：

8 年 1 月开工建设，工程建设中克服了开挖山体高、主体工程于 2011 年 10 月完工。介利枢纽工程位于韶关乐昌市境内、北江支流武江乐昌距乐昌市 14km，距韶关 81.4km。枢纽集雨面积 498 43.61 亿 m3，多年平均流量 138m3/s。工程以防洪和灌溉。工程等级为Ⅱ等大（2）型，主要建筑物级 级，临时性建筑物 4 级。水库正常蓄水位 154.5m，死 144.5m，设计洪水位 162.2m，校核洪水位 163.0m库容 2.11 亿 m3，调节库容 1.04 亿 m3，为季调节水.1.

防灾科技学院工程硕士学位论文重力坝，坝顶高程 164.2m，最大坝高 84.2m，坝顶长 256m，顶宽 7m。其中溢流坝段长为 78m，左、右岸非溢流坝段坝顶长分别为 96.0m 和 82.0m。溢流坝布置在坝址河道中间，共分 5 孔，每孔净宽 12m，中墩、边墩厚 3m。乐昌峡大坝现场实景如图 2.2 所示。

(b) 第二次测试上游水位图 2.3 大坝动力特性测试期间水库水位重力坝是依靠自重来维持稳定，其质量巨大，不可移动，对其求较高，且一旦激励过大则会造成坝体损伤。目前普遍使用脉力测试，脉动法测试以环境振动作为激励输入，成本低，适用会造成损害，因此，两次动力测试均采用脉动法。仪器感器中国地震局工程力学研究所研发的 991B 型超低频测振仪，它超低频的测试，既可以测试地面，也可以测试各种结构物，多、码头、海洋平台的测试中，其主要的技术指标见表 2.1。
【参考文献】

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1 杨宇;李小军;贺秋梅;纪忠华;;散射问题中消除多次透射边界飘移失稳措施比较分析[J];地震工程与工程振动;2014年05期

2 蒋新新;李建波;林皋;刘俊;周小侃;;利用ANSYS瞬态分析直接进行结构静-动力分析的一种方法[J];计算机应用;2014年S1期

3 韩建平;骆勇鹏;郑沛娟;刘云帅;;基于响应面的刚构-连续组合梁桥有限元模型修正[J];工程力学;2013年12期

4 李金宝;王达;刘扬;;基于参数分析的子结构有限元模型修正技术[J];中外公路;2012年03期

5 李小军;杨宇;;透射边界稳定性控制措施探讨[J];岩土工程学报;2012年04期

6 韩万水;王涛;李永庆;李彦伟;黄平明;;基于模型修正梁格法的车桥耦合振动分析系统[J];中国公路学报;2011年05期

7 龚晓雯;顾冲时;;基于改进粒子群算法的水口重力坝坝体参数反演[J];水电能源科学;2010年02期

8 周建平;陈观福;党林才;;我国高坝抗震安全评价的现状与挑战[J];水利学报;2007年S1期

9 焦爱萍;刘宪亮;许新勇;;宝泉浆砌石重力坝三维有限元动力分析[J];水利水运工程学报;2007年01期

10 范书立;陈健云;涂祝明;;横缝灌浆高度对重力坝地震反应影响的研究[J];水力发电;2007年03期

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1 李彬;地铁地下结构抗震理论分析与应用研究[D];清华大学;2005年

本文编号：2871305