泥石流冲击作用下地锚扶壁式格栅坝动力响应分析

发布时间：2021-05-19 16:17

　　我国山区泥石流灾害频发,每年造成的人员伤亡和财产损失极为严重,泥石流的防灾工作刻不容缓。地锚扶壁式格栅坝是由传统格栅坝改进衍生而来的新型泥石流防治结构,具有拦截能力强、透水性强、稳定性好等特点。目前,关于地锚扶壁式格栅坝结构,已在基础冲刷、格栅坝拉锚体系抗拔力、内力计算、位移变形等方面进行了理论研究。在此基础上,针对地锚扶壁式格栅坝冲击动力响应的理论研究,本文以冲击动力学理论为依据,借助非线性动力有限元仿真分析软件ANSYS/LS-DYNA,对地锚扶壁式格栅坝受泥石流冲击荷载作用下的动力响应和影响坝体动力响应的各类因素进行系统的分析研究。主要的研究内容如下:（1）利用ANSYS/LS-DYNA建立了泥石流块石冲击普通格栅坝和地锚扶壁式格栅坝的有限元模型,设置普通格栅坝作为对照组,探究了地锚扶壁式格栅坝的抗冲击性能。结果表明:地锚扶壁式格栅坝的抗冲击性能良好,相同参数块石冲击下,地锚扶壁式格栅坝位移响应和格栅柱底支反力比普通格栅坝要小,地锚扶壁式格栅坝对应测点位移较普通格栅坝最大位移可减小36%⁹3%,冲击坝体格栅柱位置时,地锚扶壁式格栅坝柱底支反力相对普通格栅坝柱... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 相关领域研究现状
        1.2.1 泥石流冲击作用的研究现状
        1.2.2 泥石流防治结构的研究现状
    1.3 研究内容及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
        1.3.3 课题创新性
第2章 冲击问题的有限元分析理论及建模方法
    2.1 引言
    2.2 ANSYS/LS-DYNA软件简介
    2.3 显示动力算法分析理论
    2.4 ANSYS/LS-DYNA对本课题的适用性
    2.5 地锚扶壁式格栅坝的介绍
    2.6 有限元模型的建立
        2.6.1 单元选择
        2.6.2 材料模型
        2.6.3 网格划分
        2.6.4 边界条件
        2.6.5 接触类型
        2.6.6 失效准则
    2.7 本章小结
第3章 块石冲击作用下地锚扶壁式格栅坝抗冲击性能对比分析
    3.1 引言
    3.2 工况介绍
    3.3 监测点位布置
    3.4 位移结果对比分析
        3.4.1 工况一位移对比分析
        3.4.2 工况二位移对比分析
        3.4.3 工况三位移对比分析
        3.4.4 工况四位移对比分析
    3.5 支反力结果对比分析
        3.5.1 工况一支反力对比分析
        3.5.2 工况二支反力对比分析
        3.5.3 工况三支反力对比分析
        3.5.4 工况四支反力对比分析
    3.6 本章小结
第4章 单块石冲击下地锚扶壁式格栅坝动力响应分析
    4.1 引言
    4.2 冲击物速度的影响
        4.2.1 位移分析
        4.2.2 冲击力分析
        4.2.3 能量分析
        4.2.4 支反力分析
        4.2.5 钢筋受力分析
        4.2.6 锚索受力分析
    4.3 冲击物质量的影响
        4.3.1 位移分析
        4.3.2 冲击力分析
        4.3.3 能量分析
        4.3.4 支反力分析
        4.3.5 钢筋受力分析
        4.3.6 锚索受力分析
    4.4 混凝土强度等级的影响
        4.4.1 位移分析
        4.4.2 冲击力分析
        4.4.3 能量分析
        4.4.4 支反力分析
        4.4.5 钢筋受力分析
        4.4.6 锚索受力分析
    4.5 配筋率的影响
        4.5.1 位移分析
        4.5.2 冲击力分析
        4.5.3 能量分析
        4.5.4 支反力分析
        4.5.5 钢筋受力分析
        4.5.6 锚索受力分析
    4.6 本章小结
第5章 多块石冲击下地锚扶壁式格栅坝动力响应分析
    5.1 引言
    5.2 工况说明
    5.3 有限元模型的建立
    5.4 多块石冲击作用下地锚扶壁式格栅坝的动力响应研究
        5.4.1 位移分析
        5.4.2 能量分析
        5.4.3 Von Mises应力分析
        5.4.4 应变分析
    5.5 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
附录 B 攻读学位期间所参与的项目基金及项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]十字型网状结构在泥石流块石冲击下的动力响应数值模拟[J]. 任根立,王秀丽,毕贵权,崔波.  中国科技论文. 2019(10)
[2]含大块石泥石流冲击作用下混凝土拦挡坝的动力学行为研究[J]. 柳春,余志祥,骆丽茹,古松,赵世春.  振动与冲击. 2019(14)
[3]泥石流冲击力的时空分布特征[J]. 刘道川,游勇,杜杰,柳金峰,关辉,刘洋.  工程科学与技术. 2019(03)
[4]新型泥石流柔性防护体系冲击动力响应分析[J]. 王秀丽,乔芬,冉永红,杜媛媛.  中国地质灾害与防治学报. 2018(05)
[5]稀性泥石流冲击力随机分布特征实验研究[J]. 黄远红,胡凯衡,唐金波,李浦.  岩石力学与工程学报. 2018(S2)
[6]新型浅槛结构对冰川泥石流沟道侵蚀的防治效果及应用[J]. 魏学利,陈瑞考,陈宝成,李宾,杨新龙.  灾害学. 2018(S1)
[7]泥石流对桥墩冲击力的试验研究[J]. 王友彪,姚昌荣,刘赛智,李亚东,张迅.  岩土力学. 2019(02)
[8]新型地锚扶壁式泥石流格栅坝基础冲刷计算方法研究[J]. 王永胜,张岩鉴,朱彦鹏,闫聪.  岩土工程学报. 2018(S1)
[9]钢管混凝土格栅坝抗冲击性能试验及参数分析[J]. 冉永红,王秀丽,周锟.  哈尔滨工业大学学报. 2018(12)
[10]泥石流块石冲击下新型拦挡坝动力响应试验研究[J]. 李俊杰,王秀丽,冉永红.  哈尔滨工程大学学报. 2018(05)

博士论文
[1]新型地锚扶壁式泥石流格栅坝的理论分析方法研究[D]. 王永胜.兰州理工大学 2013

硕士论文
[1]滚石冲击作用下钢筋混凝土桥墩动态响应分析[D]. 曹皓波.湘潭大学 2019
[2]钢管柱-索网体系抗泥石流块石冲击性能与试验研究[D]. 任根立.兰州理工大学 2019
[3]汶川震区泥石流防护工程损毁特征及破坏机制研究[D]. 蔡红刚.成都理工大学 2012



本文编号：3196065