發(fā)布時間：2017-10-28 10:04

  本文關鍵詞：無粘結預應力格柵壩抗沖擊性能分析

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【摘要】：泥石流是常見的的一種自然災害,其具有歷時短、突發(fā)性以及災害嚴重等特點。一旦發(fā)生對人民的生命財產(chǎn)有很大的破壞。針對泥石流的產(chǎn)生因素,泥石流最有效的治理方法是工程防治,格柵壩是在工程防治中主要用來抵抗塊石的沖擊。本文首先分析了剛性攔擋壩的存在的缺點,并對此缺點提出解決的方法,首次提出將無粘結預應力筋設置在格柵壩內(nèi),無粘結預應力皆是在理想狀態(tài)下進行工作。接著對ABAQUS中求解沖擊問題中的建模方法進行說明,定義了單元類型、材料屬性和接觸類別,說明了無粘結預應力格柵壩了在沖擊作用下合理的建模方法。運用ABAQUS軟件模擬計算在相同沖擊載荷作用下,無粘結預應力格柵壩與普通格柵壩的動力響應,通過對比分析兩個壩在塊石沖擊后沖擊力、位移、加速度和Von-mises應力得出,在格柵壩中設置無粘結預應力筋能提升格柵壩的抗沖擊性能。通過改變無粘結預應力格柵壩的混凝土強度等級,受力鋼筋強度等級,無粘結預應力筋的初始有效應力以及無粘結預應力筋的橫截面積這些參數(shù),對無粘結預應力格柵壩在沖擊荷載下的響應進行了參數(shù)研究,考察了這些參數(shù)對無粘結預應力格柵壩抗沖擊性能的影響。本文主要研究內(nèi)容如下:(1)提出了無粘結預應力格柵壩這一新型壩體,并對此新型格柵壩進行可行性研究。將新型無粘結預應力格柵壩與普通普通格柵壩進行數(shù)值模擬計算,分析其動力響應及最終變形,無粘結預應力格柵壩的抗沖擊性能更為優(yōu)異,說明新型壩有較強的可行性。(2)無粘結預應力格柵壩的剛度越大,即增大混凝土和受力鋼筋的強度等級,在壩受到?jīng)_擊后其動力響應越明顯;無粘結預應力筋的初始應力和面積對壩體的支反力和位移并無多大的影響,但對于壩體的整體位移影響較大,在沖擊后,初始應力和無粘結預應力筋的橫截面積越大,壩頂?shù)漠a(chǎn)生的位移越小,相應的沖擊點的位移也較小。(3)將無粘結預應力格柵壩這一新的結構形式應用于壩體實例,采用ABAQUS計算,對新壩和舊壩進行對比分析得出設置無粘結預應力筋對壩的抵抗塊石的能力確實有較大的提高。
【關鍵詞】：沖擊荷載 無粘結預應力筋 格柵壩 動力響應
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P642.23;TV31
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 研究背景11
• 1.2 對泥石流攔擋體系的研究現(xiàn)狀：11-17
• 1.2.1 對攔擋壩的研究：11-13
• 1.2.2 無粘結預應力筋的研究13-15
• 1.2.3 無粘結預應力筋極限應力的規(guī)范計算公式15-17
• 1.3 本文提出的泥石流攔擋新型體系17-18
• 1.4 課題創(chuàng)新性18
• 1.5 主要研究內(nèi)容與技術路線18-19
• 第二章 軟件介紹19-23
• 2.1 ABAQUS介紹19-20
• 2.1.1 ABAQUS的發(fā)展歷程19
• 2.1.2 ABAQUS模塊介紹19-20
• 2.2 ABAQUS對于本課題的適用性20
• 2.3 數(shù)值理論模型20-23
• 2.3.1 混凝土的本構關系20-21
• 2.3.2 無粘結預應力筋的本構關系21-22
• 2.3.3 受力鋼筋的本構關系：22-23
• 第三章 無粘結預應力格柵壩的可行性分析23-41
• 3.1 前言23
• 3.2 格柵壩的尺寸選取23-25
• 3.3 計算模型的建立及材料的選擇25-27
• 3.3.1 幾何模型的建立25-26
• 3.3.2 格柵壩的有限元模型26-27
• 3.3.3 塊石的參數(shù)設置27
• 3.4 加無粘結預應力筋的格柵壩與普通格柵壩的對比27-38
• 3.4.1 沖擊力對比分析28-30
• 3.4.2 位移分析30-33
• 3.4.3 加速度分析33-35
• 3.4.4 Von-mises應力對比35-38
• 3.5 無粘結預應力的應力分析38-39
• 3.6 結論39-41
• 第四章 無粘結預應力格柵壩的參數(shù)分析41-56
• 4.1 前言41
• 4.2 混凝土等級改變對對無粘結預應力格柵壩的抗沖擊性能影響41-45
• 4.2.1 位移分析41-42
• 4.2.2 能量分析42-43
• 4.2.3 加速度分析43-44
• 4.2.4 支反力分析44-45
• 4.3 無粘結預應力筋的有效預應力改變對無粘結預應力格柵壩的抗沖擊性能的影響45-48
• 4.3.1 位移分析45-46
• 4.3.2 能量分析46-47
• 4.3.3 加速度分析47-48
• 4.3.4 支反力分析48
• 4.4 無粘結預應力筋的面積的改變對無粘結預應力格柵壩的抗沖擊性能的影響48-51
• 4.4.1 位移分析48-50
• 4.4.2 能量分析50
• 4.4.3 加速度分析50-51
• 4.4.4 支反力分析51
• 4.5 受力鋼筋強度等級改變對無粘結預應力格柵壩的抗沖擊性能影響51-55
• 4.5.1 位移分析52-53
• 4.5.2 能量分析53
• 4.5.3 加速度分析53-54
• 4.5.4 支反力分析54-55
• 4.6 本章小結55-56
• 第五章 無粘結預應力格柵壩的實例分析56-65
• 5.1 引言56
• 5.2 建立模型56-60
• 5.2.1 大8號格柵壩的幾何、計算模型與材料的選取56-59
• 5.2.2 塊石的幾何、計算模型與速度59
• 5.2.3 相互作用設置59
• 5.2.4 網(wǎng)格劃分59-60
• 5.3 計算結果對比60-64
• 5.3.1 位移對比60
• 5.3.2 沖擊力對比60-61
• 5.3.3 加速度對比61-62
• 5.3.4 Von-mises對比62-64
• 5.4 結論64-65
• 結論和展望65-68
• 總結65-66
• 展望66-68
• 參考文獻68-71
• 致謝71-72
• 附錄A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄72

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本文編號：1107736