考虑横缝及库水压力模拟系统的拱坝振动台模型试验研究

发布时间：2022-01-20 18:48

　　随着我国经济技术的迅速发展,各行业对于能源消耗和需求量越来越大。水利发电是可再生的清洁能源,其越来越受到关注。拱坝作为利国利民的大型基础设施,坝体抗震安全是许多专家学者重点关注的问题。地震作用下横缝开合非线性及坝体和库水之间相互作用是影响坝体动力特性的重要因素,研究横缝和坝水作用对于进一步评价坝体抗震安全性能具有重要意义。横缝在强震作用下存在开合现象,拱坝结构线弹性的基本假定和实际情况就不能符合,进而认为其地震反应是一个复杂的三维边界接触非线性动力问题。在横缝的数值模拟方面,其模型建立存在一些理想假定,假定不恰当将导致计算结果准确性得不到保障。此时,模型试验作为水工结构中另一种常用的分析手段,在此类问题的处理当中往往能起到至关重要的作用。本文首先进行了分缝拱坝和整体拱坝的空库动力模型试验,结果表明横缝对坝体振动特性及地震动响应存在影响,在拱坝抗震安全稳定性的研究中,不能忽略横缝作用。由于振动台条件限制,模型几何比尺可选择范围较小,原型比模型尺寸通常在几十甚至几百。因此,要求模型材料具有较低的弹性模量和较高的密度使得坝体具有足够大的惯性力从而在合适的加速度下产生破坏。试验采用仿真混凝土作... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 拱坝抗震的选题背景及研究意义
    1.2 分缝拱坝的抗震研究现状
        1.2.1 模型试验研究
        1.2.2 数值模拟研究
    1.3 坝面动水压力研究现状
    1.4 模型试验相似理论研究现状
    1.5 本论文的主要内容
2 模型材料试验研究及试验设备介绍
    2.1 模型材料试验研究
        2.1.1 模型材料的选取
        2.1.2 仿真混凝土的组成
        2.1.3 仿真混凝土的力学性能
    2.2 试验设备介绍
        2.2.1 地震模拟系统
        2.2.2 测量及采集设备
    2.3 本章小结
3 空库拱坝动力模型试验研究
    3.1 模型试验设计
        3.1.1 相似关系
        3.1.2 横缝模拟及布置方案
        3.1.3 传感器布置方案
        3.1.4 地震波输入
    3.2 分缝拱坝动力模型试验结果分析
        3.2.1 模型基频
        3.2.2 加速度分布情况
        3.2.3 横缝开合分析
    3.3 分缝拱坝损伤破坏分析
    3.4 分缝和整体拱坝对比分析
        3.4.1 模型基频
        3.4.2 坝体损伤破坏分析
    3.5 本章小结
4 配有库水模拟系统的分缝拱坝动力模型试验研究
    4.1 坝水相互作用的动力模型试验
        4.1.1 模型试验设计
        4.1.2 传感器布置方案
    4.2 库水模拟系统的设计
        4.2.1 模拟目标动水压力曲线
        4.2.2 静、动水压力值及附加质量
        4.2.3 弹簧—附加质量系统
    4.3 配有模拟系统的分缝拱坝动力试验研究
        4.3.1 模型试验设计
        4.3.2 传感器布置方案
    4.4 模拟系统拱坝试验结果分析
        4.4.1 库水压力模拟效果
        4.4.2 模型基频
        4.4.3 加速度分布情况
        4.4.4 横缝开合分析
        4.4.5 竖向地震激励对动水压力影响
    4.5 模拟系统拱坝损伤破坏分析
    4.6 空库与模拟系统工况拱坝对比分析
        4.6.1 模型基频
        4.6.2 拱冠梁顶加速度分布情况
        4.6.3 横缝开合分析
        4.6.4 坝体损伤破坏分析
    4.7 拱坝模型破坏形式综述
        4.7.1 不同研究方法的结论对比分析
        4.7.2 相关研究结论分析
    4.8 损伤破坏计算结果分析
    4.9 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]混凝土重力坝抗震配筋的振动台模型试验[J]. 李静,陈健云,徐强,张凌晨.  振动.测试与诊断. 2019(02)
[2]叶巴滩高拱坝抗震安全分析与评价[J]. 陈林,潘燕芳,刘小强.  地下空间与工程学报. 2018(06)
[3]模拟拱坝坝体-库水相互作用的振动台动力模型试验研究[J]. 杜玉涛,乐斌,朱彤,刘文俊.  水利与建筑工程学报. 2018(04)
[4]满足相似条件的混凝土重力坝振动台试验方法研究[J]. 朱彤,王忠阳,周晶.  水力发电学报. 2017(10)
[5]振动台非线性破坏模型试验影响因素[J]. 李静,陈健云,徐强,郑毅.  振动.测试与诊断. 2016(01)
[6]地震输入对高拱坝动力模型破坏试验结果的影响[J]. 朱昆,冯新,张宇,邹浩,朱彤,周晶.  水利与建筑工程学报. 2015(05)
[7]仿真混凝土不同龄期单轴动态压缩全曲线试验研究[J]. 张宇,冯新,周晶,邹浩,朱昆.  水利与建筑工程学报. 2014(04)
[8]考虑横缝非线性对沙牌拱坝动力响应的影响[J]. 戚翔宇,赵兰浩,王锦锋.  科学技术与工程. 2014(08)
[9]带横缝拱坝地震破坏机理的振动台试验研究[J]. 盛志刚,徐艳杰,刘海笑.  水力发电学报. 2009(03)
[10]拱坝横缝配筋动力响应的模型试验和计算分析[J]. 盛志刚,徐艳杰,刘海笑.  清华大学学报(自然科学版). 2009(03)

博士论文
[1]有纵缝的高混凝土重力坝动力模型试验研究[D]. 谭立立.中国水利水电科学研究院 2018
[2]高碾压混凝土拱坝地震破坏机理模型试验研究[D]. 张宇.大连理工大学 2016
[3]基于性能的高拱坝地震易损性分析与抗震安全评估[D]. 姚霄雯.浙江大学 2013
[4]高混凝土坝静动力非线性断裂与地基辐射阻尼模拟研究[D]. 潘坚文.清华大学 2010
[5]结构动力模型相似问题及结构动力试验技术研究[D]. 朱彤.大连理工大学 2004
[6]考虑坝—基动力相互作用的有横缝拱坝地震响应分析[D]. 胡志强.大连理工大学 2004

硕士论文
[1]高拱坝地震易损性及抗震安全风险评估研究[D]. 章明旭.清华大学 2016
[2]大岗山拱坝动力模型破坏试验研究[D]. 王建涌.大连理工大学 2007



本文编号：3599335