基于ANSYS的浆砌石坝二次加高静动力分析

发布时间：2020-11-05 13:08

　　 水电资源是清洁能源的一种,其相对于火电资源、核电资源又更加环保、经济。随着近几十年来中国对水电资源的不断开发,致使适合新建大坝的坝址越来越少;另一方面,一些上世纪建成的老旧水库由于长年累月的泥沙淤积问题,其库容已不能达到当初的设计要求,而社会的发展对水资源的需求越来越大,这些老旧水库也不能满足人民对供水、灌溉的要求,所以对这些老旧大坝进行加高加固,是未来大坝建设的发展趋势。本文以逍遥水库加高工程为研究对象,利用有限元计算软件ANSYS分别建立大坝一次成型与二次加高两种三维模型,同时对两种模型进行静力作用下的应力应变分析、超载计算、新老坝体结合面与坝基面的抗滑稳定计算;又采用Block Lanczos法进行模态分析,综合对比分析出一次成型与二次加高两种模型在静动力作用下的应力应变特点及其优缺点。研究结果表明:(1)在静力作用下,一次成型与二次加高的坝体应力应变分布情况基本相似,也符合重力坝的基本规律。整体来说,二次加高的坝体较一次成型的坝体其应力极值稍大,而位移极值稍小;(2)对于各种工况下的抗滑稳定计算,无论是一次成型还是二次加高模型,计算所得的安全系数均大于规范要求,这说明两种模型的坝体安全可靠;(3)在超载计算中,一次成型的坝体超载系数为1.8,而二次加高的坝体超载系数为1.7;另一方面,一次成型坝体的裂缝是一次直接生成“∪”状的贯穿裂缝,而二次加高坝体是先生成右侧裂缝,再生成左侧裂缝,最后才形成“∪”状裂缝;(4)对于空库与满库工况作用下的动力特性对比分析,一次成型与二次加高坝体的各阶振型主振方向是一致的,且满库的频率要稍小于空库;另一方面,二次加高坝体的自振频率要稍大于一次成型的自振频率,这说明一次成型与二次加高坝体的刚度与质量分布都很均匀,但二次加高坝体要稍优于一次成型坝体。本文以实际工程为研究对象,其计算分析结果为同类型浆砌石坝加高工程的设计及安全性研究提供参考。
【学位单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TV64;TV31
【部分图文】：

图 2-1 三维单元应力分布图Figure2-1 Stress distribution of three-dimensional element对于三维分析，弹性力学的基本方程分为：（1）平衡方程

超水容重法Figure2-2Superwaterweightmethod

超水位法Figure2-3Superwaterlevelmethod
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本文编号：2871677