流固耦合条件下海岛渔区钢筋混凝土面板堆石坝抗震研究

发布时间：2017-04-22 20:03

  本文关键词：流固耦合条件下海岛渔区钢筋混凝土面板堆石坝抗震研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在“江海一体”水利防护系统研究与水源战略储备的大背景下,舟山海岛渔区众多水利设施在地区发展建设中扮演的角色愈加重要。然而域内多数水利设施建成时间久远、施工技术水平不高、老化病害较多,许多水利枢纽还要经受不利的海洋环境的侵袭。因此,采用先进的分析手段对这些水工建筑物做地震及波浪动水压力等复杂环境与荷载作用下的动态研究并指导工程实践,此项工作意义重大!基于此,本文以舟山海岛渔区某代表性钢筋混凝土面板堆石坝为研究对象,考虑大坝主体结构复杂构造及材料分区带来的接触层非线性力学性态与外部环境流固耦合等不利影响因素,基于动力有限元方法,在abaqus通用软件上开发了可用于上述复杂工况下动态仿真的用户子程序,完成了对大坝主体结构全面地静动力模拟仿真研究,得到的主要成果如下:1、基于库区水文地质条件,研究选择了适宜的坝型及筑坝材料;在规范基础上确定了大坝主体结构的主要构造与技术参数;2、设计了可模拟大坝主体结构在地震、波浪动水压力等复杂环境与荷载作用下力学行为的动态仿真研究工况;3、建立了包含钢筋混凝土面板、堆石体、锚固体系、坝基混凝土置换层与坝基基岩等复杂构造的大坝主体结构数值模型,选择了可用作地震波激励的典型波谱及激振输入区,明确了静、动水压力等仿真边界条件;4、基于Lanczos理论与Newmark模型,编制了可用于结构耦合动力响应分析的算法格式,并在Drucker-Prager本构模型基础上实现了对材料非线性动力特征的仿真模拟;5、对舟山海岛渔区某代表性钢筋混凝土面板堆石坝作全面地静动力仿真模拟研究,在振型分析、流固耦合动力计算基础上,给出了大坝主体结构包括动力响应在内的各物理力学场分布,结合仿真结果为科研及技术人员直观揭示了该结构在复杂环境及动力荷载作用下的运行状态及可靠性,所得结果无论是对科学研究还是工程实践均有鲜明的指导意义。
【关键词】：动水压力 钢筋混凝土面板堆石坝 流固耦合 抗震 动力仿真
【学位授予单位】：浙江海洋学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV641.43;TV312
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-14
• 第一章 综述14-18
• 1.1 引言14
• 1.2 面板堆石坝的研究现状14-15
• 1.3 流固耦合条件下大型水工建筑物力学性态研究现状15-17
• 1.4 本文主要研究的内容及工作17-18
• 第二章 舟山海岛渔区代表性面板堆石坝选型研究18-27
• 2.1 引言18
• 2.2 课题研究背景18-23
• 2.2.1 工程背景介绍18-19
• 2.2.2 库区水文气象资料19
• 2.2.3 库区工程地质条件19-20
• 2.2.4 坝址选择20-21
• 2.2.5 坝型选择21-22
• 2.2.6 筑坝材料选择22
• 2.2.7 枢纽布置与工程设计标准确定22-23
• 2.2.8 抗震设计23
• 2.3 大坝主体构造23-25
• 2.3.1 坝顶高程23-24
• 2.3.2 坝体断面形式及材料构成24-25
• 2.7 本章小结25-27
• 第三章 钢筋混凝土面板堆石坝系统抗震研究27-55
• 3.1 引言27
• 3.2 数值模型及仿真算法27-33
• 3.2.1 数值模型27
• 3.2.2 加速度谱27-28
• 3.2.3 仿真算法28-33
• 3.3 大坝系统仿真模拟研究33-54
• 3.3.1 静力工况33-37
• 3.3.2 动力工况37-54
• 3.4 本章小结54-55
• 第四章 流固耦合条件下钢筋混凝土面板堆石坝关键部位地震动力响应研究55-101
• 4.1 引言55
• 4.2 面板结构静、动力特性研究55-86
• 4.2.1 静力工况56-61
• 4.2.2 动力工况61-86
• 4.3 上游坝面锚固体系静、动力特性研究86-100
• 4.3.1 静力工况86-89
• 4.3.2 动力工况89-100
• 4.4 本章小结100-101
• 第五章 结论及展望101-103
• 5.1 主要结论101-102
• 5.2 后续研究102-103
• 参考文献103-108
• 附录 主要符号说明108-110
• 致谢110-111
• 在读期间发表的学术论文及研究成果111-11

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