混凝土重力坝静动力特性及疲劳累积损伤分析

发布时间：2017-06-28 14:19

  本文关键词：混凝土重力坝静动力特性及疲劳累积损伤分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国已修建或将修建一批百米级及以上混凝土重力坝,同时,水力资源丰富的西南地区又是高烈度地震频发地区,所以大坝的抗震安全性及抗震性能研究至关重要。在地震频发区,重力坝受到持续的地震振动作用,坝体材料——混凝土出现疲劳损伤,这是造成混凝土坝失事的一个重要原因。本文以某混凝土重力坝工程为研究对象,开展混凝土重力坝的静动力特性及疲劳累积损伤研究。首先,利用三维有限元静动力分析方法,对混凝土重力坝的静动力特性进行了深入的研究。探讨了重力坝在施工期和正常蓄水位工况下的静力特性；采用子空间迭代法对重力坝进行了模态分析,得到其自振特性。利用振型分解反应谱法和时程分析法,对重力坝在不同的地震烈度等级下的动力特性进行了详细计算,得到了坝体应力、位移的分布规律。同时,探讨了不同地震烈度下坝体地震响应的差异性。其次,根据混凝土疲劳损伤理论,运用混凝土的损伤量和疲劳应变的关系曲线,研究得到不同应变下的损伤量值,本文根据由重力坝静动力分析得到的应变量的值,来得到损伤量的值,由此判断混凝土的疲劳损伤情况,分析重力坝的破坏性能；并且,本文分析了在不同烈度下的损伤情况,并对比得到在烈度增大情况下的损伤量的变化规律,也对比分析在相同地震烈度下,在不同的动力计算方法下,损伤量的变化规律；同时,通过不同可靠度情况下的关系曲线对比分析混凝土的疲劳损伤程度。最后,通过对比损伤量的值判断的重力坝破坏结果与静动力计算的结果是否一致。本文的研究工作密切结合实际工程,静动力分析的方法和结果有一定实际工程应用价值。同时,以静动力分析成果的应变量为基础,以损伤量和疲劳应变的关系曲线为基本模型,来确定损伤量。通过损伤量来判断混凝土的疲劳特性,从而对重力坝进行破坏评价,研究成果将会对混凝土重力坝建设技术的发展提供参考和借鉴。
【关键词】：混凝土重力坝 动力特性 抗震安全 损伤量 混凝土疲劳
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV642.3;TV31
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 研究背景及意义11-14
• 1.2 混凝土重力坝应力分析方法研究现状14-15
• 1.3 混凝土重力坝抗震动力计算方法研究现状15-16
• 1.4 混凝土疲劳问题研究现状16-18
• 1.4.1 混凝土疲劳损伤机理研究16
• 1.4.2 混凝土疲劳损伤变量研究16-17
• 1.4.3 混凝土疲劳累计损伤理论研究17-18
• 1.5 本文的主要研究工作18-19
• 第二章 重力坝破坏时的动力分析基础理论19-27
• 2.1 有限元单元法理论19-20
• 2.2 有限单元法在地震响应分析中的应用20-24
• 2.2.1 动力分析的反应谱法20-22
• 2.2.2 结构地震反应时程分析法22-24
• 2.3 重力坝抗震性能24-27
• 2.3.1 影响地震的主要参数25
• 2.3.2 重力坝设计地震动参数25-27
• 第三章 混凝土疲劳累积损伤理论研究27-32
• 3.1 引言27
• 3.2 混凝土的P-D-ε曲线27-29
• 3.2.1 基本假设27
• 3.2.2 混凝土的D-ε曲线27-28
• 3.2.3 混凝土的P-D-s曲线28-29
• 3.3 水工混凝的D-ε曲线29-31
• 3.4 本章小结31-32
• 第四章 重力坝应力应变分析32-67
• 4.1 工程概况32
• 4.2 有限元计算模型及计算参数32-34
• 4.2.1 计算模型32-33
• 4.2.2 计算参数33-34
• 4.3 重力坝静力作用下应力应变分析34-39
• 4.3.1 坝体位移场分析34-36
• 4.3.2 坝体应力场分析36-39
• 4.4 基于反应谱作用下坝体的动力分析39-49
• 4.4.1 动力计算方法祥述39-40
• 4.4.2 坝体的自振特性40-44
• 4.4.3 动力响应计算结果分析44-49
• 4.5 基于时程分析的坝体动力分析49-65
• 4.5.1 基本方法简述及计算工况49-50
• 4.5.2 计算结果分析50-65
• 4.6 本章小结65-67
• 第五章 混凝土疲劳损伤分析67-85
• 5.1 引言67
• 5.2 疲劳损伤计算方法以及主要研究位置概述67-68
• 5.2.1 计算方法概述67
• 5.2.2 主要研究位置图67-68
• 5.3 计算结果分析68-83
• 5.3.1 静力作用下的结果分析68-70
• 5.3.2 基于反应谱法动力计算下的损伤量分析70-76
• 5.3.3 基于时程分析法动力计算下的损伤量分析76-83
• 5.4 本章小结83-85
• 第六章 结论与展望85-88
• 6.1 结论85-86
• 6.2 展望86-88
• 致谢88-89
• 参考文献89-93
• 附录A 硕士期间发表论文93-94
• 附录B 攻读硕士学位期间参与的科研项目94

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本文编号：494183