深覆蓋層上水電站廠房的振動特性與監(jiān)測方法研究

發(fā)布時間：2020-06-24 13:51

【摘要】：隨著我國水力發(fā)電事業(yè)的發(fā)展,現(xiàn)在國內(nèi)水電站建設(shè)開始向中西部水能資源豐富地區(qū)轉(zhuǎn)移。這些地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜,河床基礎(chǔ)多為深覆蓋層,其作為軟基基礎(chǔ),具有明顯的非線性阻尼特征,這勢必會對土建結(jié)構(gòu)的振動特性產(chǎn)生影響。本文利用有限單元法,針對深覆蓋層上水電站廠房的結(jié)構(gòu)特點,考慮土體的非線性阻尼特性,對電站廠房及其基礎(chǔ)的振動特性及監(jiān)測方法進行了研究分析�；谟邢拊�,考慮土層的非線性阻尼特性,采用不同的邊界條件及阻尼參數(shù)取值方法,分別建立深覆蓋層有限元動態(tài)模型進行時域的動力分析,并與傳統(tǒng)的頻域等效線性法計算結(jié)果進行對比。結(jié)果表明:在四周及底部施加粘彈性邊界,并運用鄒德高阻尼計算方法的動態(tài)模型能夠較好的反應(yīng)深覆蓋層振動特性。在以上基礎(chǔ)上建立的深覆蓋層基礎(chǔ)水電站廠房整體模型,能夠較好的反應(yīng)其在軟基基礎(chǔ).上的動態(tài)特性。通過與無深覆蓋層基礎(chǔ)固定約束邊界條件的水電站廠房模型對比表明:地基中深覆蓋層的存在,擴大了廠房白振頻率區(qū)間,提升了水電站廠房固有振動頻率與振源頻率錯開度,且深覆蓋層中的土體阻尼可以起到耗散振動能量的作用,這在一定程度上避免了水電站廠房與振源產(chǎn)生結(jié)構(gòu)共振。針對有限元法網(wǎng)格劃分的局限性,結(jié)合識別誤差最小準(zhǔn)則和插值擬合準(zhǔn)則,提出了一種確定監(jiān)測傳感器最優(yōu)布置位置的方法。該方法避免了僅使用識別誤差最小準(zhǔn)則方法時丟失最優(yōu)解的問題。通過算例,對深覆蓋層上水電站廠房進行了傳感器優(yōu)化布置分析,演示了該方法的計算過程。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TV731
【圖文】：

曲線,阻尼計算,振源,阻尼比

圖２－１方法一的阻尼比與頻率關(guān)系曲線逡逑）第二種方法［＠，Ｈｕｄｓｏｎ等人提出的阻尼計算方法考慮了振源的多阻尼計算方法的缺陷，即僅考慮土體單元基頻的缺點，把輸入與到運算中，這種計算方法通過兩個頻率來確定阻尼系ｗａ為深覆蓋層土體的主頻，ｗｂ邋＝邋ｎｗａ，ｎ為人于％／＼＾的奇數(shù)，頻率。逡逑覆蓋層動態(tài)模型計算中，阻圮系數(shù)的表達(dá)式：逡逑ａ邋＝邋２ｈ＾＿邐（ｗａ＋ｗｂ逡逑ｐ邋＝邋２ｈ邋—－—邐（廠邐Ｗｄ邋＋邋Ｗｂ逡逑阻尼系數(shù)計算方法同時兼顧了土體單元自身的自振特性和振源以看做上一種方法的改進方法，但是通過實驗對比可知，這種阻一種方法一樣，同樣會低估ｗｄＵｗｂ頻率范圍內(nèi)的實際阻尼。逡逑第三種方法Ｉ２７】，鄒德高教授綜合借鑒了以往的阻尼計算方法的優(yōu)

曲線,粘性邊界,物理,方法