坝基弹性模量对广源拱坝动力特性影响分析

发布时间：2021-10-12 10:08

　　拱坝是固接于坝基岩石上的空间壳体结构,其受力特点是将所承受的巨大水压力传递到两岸坝肩和河床坝基上,坝基弹性模量对拱坝的安全影响较大。本文采用有限元法分析桂林市广源水电站拱坝坝基弹性模量对拱坝动力特性的影响。结果分析发现,当Er/Ec<0.5时,坝基弹性模量对拱坝自振频率影响较大且呈现正比的趋势,当Er/Ec≥0.5,坝体自振频率基本不受坝基弹性模量的影响;坝基各部位的弹性模量对地震时坝体的位移和应力均有较大影响,坝基弹性模量越大,动位移和动应力越小,各部位的影响程度为:中部>下部>上部;坝基弹性模量对坝体最大位移时程峰值影响不大,主要表现在对衰减期时长的影响上;对于坝体应力时程,坝体上部拱端和拱冠梁底部的动应力时程处受到坝基弹性模量的影响较大。 

【文章来源】：广西水利水电. 2020,(05)

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

有限元计算模型

为减少由于坝基质量而造成的加速度放大的现象，且同时考虑坝基刚度对拱坝动力响应的影响，动力计算模型采用无质量坝基模型，根据附加水体质量法的原理，在ANSYS中通过施加MASS21单元来实现动水压力的施加，计算水位为正常蓄水位478m，坝体施加附加水体质量单元前后如图2所示。1.4 参数选取

计算采用的静力参数见表1。根据现行《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015），本工程地震动峰值加速度值为0.05 g，相应的地震烈度为Ⅵ度，场地类别为Ⅱ类场地，根据《水电工程水工建筑物抗震设计规范》（NB 35047-2015），场地特征周期为Tg=0.35 s，对于拱坝设计反应谱最大值的代表值取βmax=2.5，最后确定设计反应谱如图3所示，设计反应谱表达式为：根据现行抗震规范的相关规定，对不进行专门的试验确定其混凝土材料动态性能的大体积水工混凝土建筑物，其混凝土动态强度的标准值可较其静态标准值提高20%，相应的材料性能分项系数可取1.5；其动态弹性模量标准值可较其静态标准值提高50%；其动态抗拉强度的标准值可取为其动态抗压强度标准值的10%。在混凝土水工建筑物的抗震稳定计算中，坝基岩体的动态变形模量可取其静态变形模量[5]。因此，本文对坝基弹性模量仍按照与静态混凝土弹性模量比值计算的结果取值，而对于坝体混凝土，其动态弹性模量取为静态的1.5倍。

【参考文献】：
期刊论文
[1]论混凝土坝抗震设计与计算中混凝土动态弹性模量的合理取值[J]. 朱伯芳.  水利水电技术. 2009(11)
[2]基于反应谱法的重力坝有限元等效动应力响应分析[J]. 李同春,胡继刚,赵兰浩,张丽萍.  水力发电学报. 2009(05)
[3]基于反应谱法的RCC重力坝动力可靠度分析[J]. 陈立成,陈建康,桂重,代萍,訾进甲,黄华坚,王剑涛.  中国农村水利水电. 2009(09)

硕士论文
[1]强地震作用下混凝土重力坝抗震性能及稳定性分析[D]. 丁柱.昆明理工大学 2017
[2]混凝土重力坝静动力特性及疲劳累积损伤分析[D]. 边梦影.昆明理工大学 2016
[3]基于ANSYS重力坝抗震稳定性数值模拟[D]. 张炎彬.山东农业大学 2013



本文编号：3432371