水電作為一項(xiàng)重要的清潔能源對發(fā)展節(jié)能環(huán)保型的綠色經(jīng)濟(jì)起著非常重要的作用。我國80%以上的水能資源都集中在西部高海拔的多地震區(qū)域,面臨著嚴(yán)重的反恐和抗震形勢,給水能資源的開發(fā)帶來了諸多困難�？植酪u擊或戰(zhàn)爭產(chǎn)生的爆炸和地震動等突發(fā)的荷載作用下,一旦發(fā)生嚴(yán)重破壞而導(dǎo)致潰壩,將對下游地區(qū)造成嚴(yán)重的次生災(zāi)害,嚴(yán)重威脅下游人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。對于混凝土壩體而言,引起壩體損傷的荷載主要包括爆炸荷載和地震動作用等。本文致力于研究爆炸荷載和地震作用下混凝土壩的動力響應(yīng)和破壞模式,提出應(yīng)對措施以增強(qiáng)壩體抵抗爆炸荷載和地震作用的能力,主要工作如下:(1)分析了水中爆炸和空氣中爆炸時(shí)爆炸沖擊波的沖壓傳導(dǎo)效應(yīng)并指出在水中爆炸沖擊壓力對結(jié)構(gòu)更具危害性的特點(diǎn);對比了 KC模型、脆性斷裂模型、HJC模型和RHT模型這四種能夠模擬混凝土動力特性的本構(gòu)模型;通過將數(shù)值模擬結(jié)果與鋼筋混凝土板抗爆試驗(yàn)結(jié)果對比,驗(yàn)證了 RHT本構(gòu)模型對模擬混凝土抗爆性能的適用性;研究了不同炸藥當(dāng)量、有無泄水孔、不同起爆位置、不同起爆深度、不同起爆距離和不同壩前水位對混凝土重力壩抗爆性能的影響;根據(jù)混凝土重力壩損傷等級,提出了爆炸荷載下綜合考慮起爆距離、起爆深度和壩前庫水位等影響因素的混凝土重力壩損傷預(yù)測曲線,研究了泡沫混凝土對高混凝土重力壩抗爆保護(hù)性能。(2)根據(jù)爆炸相似定律和ALE流固耦合算法,建立了混凝土高拱壩的壩體-地基-庫水-空氣-炸藥的全耦合模型;研究了不同炸藥當(dāng)量、不同起爆介質(zhì)、不同起爆深度、不同起爆距離、不同水平起爆位置和不同壩前水位影響的拱壩的動力響應(yīng)和破壞情況;在研究泡沫鋁材料性能的基礎(chǔ)上,分析和計(jì)算了泡沫鋁對混凝土高拱壩抗爆性能的保護(hù)效果。(3)研究了粘彈性人工邊界波動輸入方法的實(shí)現(xiàn);建立了帶有橫縫的混凝土拱壩模型;基于混凝土塑性損傷模型并考慮壩體橫縫的影響,研究了高拱壩在地震作用下的破壞,計(jì)算了拱壩在設(shè)計(jì)地震動作用下的壩體響應(yīng),計(jì)算了考慮擴(kuò)大基礎(chǔ)和墊座作為壩體抗震措施時(shí),壩頂節(jié)點(diǎn)和拱冠梁節(jié)點(diǎn)的順河向位移、橫縫開度以及壩體損傷體積比,研究了 1.2倍、1.4倍、1.6倍、1.8倍以及2.0倍超載地震動情況下壩體的動力響應(yīng)和損傷破壞情況,分析了不同超載倍數(shù)下壩體位移、橫縫開度以及分區(qū)后的壩體混凝土損傷體積比,根據(jù)位移曲線、橫縫開度曲線以及損傷體積比曲線判別不同設(shè)計(jì)方案對增強(qiáng)壩體抗震能力的保護(hù)效果。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TV642
【部分圖文】：

圖２．１立方體模擬無限空氣域和無限水域??Ｆｉｇ．２．１?Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｉｎｆｉｎｉｔｅ?ａｉｒ?ａｎｄ?ｗａｔｅｒ?ｂｙ?ｃｕｂｅ??－１９－??

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【參考文獻(xiàn)】

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1 杜修力;王福源;王進(jìn)廷;趙密;金瀏;;地震動峰值位移對高拱壩地震反應(yīng)的影響[J];水力發(fā)電學(xué)報(bào);2015年11期

2 朱祖國;王高輝;許昌;蕭燕子;;水下爆炸沖擊作用下混凝土閘壩的失效模式分析[J];水利與建筑工程學(xué)報(bào);2015年05期

3 顧培英;肖仕燕;鄧昌;喻江;王建;;均勻沖擊荷載作用下重力壩的損傷分析[J];華北水利水電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年05期

4 李忠獻(xiàn);劉澤鋒;;混凝土動態(tài)本構(gòu)模型綜述[J];天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版);2015年10期

5 陳江;熊峰;葛琪;;高拱壩強(qiáng)震開裂及氣幕隔震效果研究[J];防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào);2015年04期

6 王高輝;張社榮;盧文波;周創(chuàng)兵;;水下爆炸沖擊荷載下混凝土重力壩的破壞效應(yīng)[J];水利學(xué)報(bào);2015年06期

7 薛新華;李鵬;;爆炸荷載作用下拱壩動力響應(yīng)分析[J];水利學(xué)報(bào);2015年S1期

8 陳江;熊峰;葛琪;劉浩吾;;高拱壩氣幕隔震的動力模型試驗(yàn)[J];實(shí)驗(yàn)力學(xué);2015年03期

9 杜修力;徐海濱;趙密;;SV波斜入射下高拱壩地震反應(yīng)分析[J];水力發(fā)電學(xué)報(bào);2015年04期

10 李靜;陳健云;徐強(qiáng);紀(jì)林強(qiáng);;高拱壩抗震性能評價(jià)指標(biāo)研究[J];水利學(xué)報(bào);2015年01期

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2 王高輝;極端荷載作用下混凝土重力壩的動態(tài)響應(yīng)行為和損傷機(jī)理[D];天津大學(xué);2014年

3 姚霄雯;基于性能的高拱壩地震易損性分析與抗震安全評估[D];浙江大學(xué);2013年

4 郭勝山;基于并行計(jì)算的混凝土壩—地基體系地震損傷破壞過程機(jī)理和定量評價(jià)準(zhǔn)則研究[D];中國水利水電科學(xué)研究院;2013年

5 宋貞霞;考慮河谷場地效應(yīng)的拱壩—地基地震響應(yīng)分析方法研究[D];中國地震局工程力學(xué)研究所;2013年

6 倪小軍;泡沫材料對水下爆炸能量吸收及其沖擊特性的研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

7 陸路;混凝土重力壩在水下沖擊波作用下的損傷及防護(hù)決策研究[D];大連理工大學(xué);2012年

8 胡衛(wèi);高拱壩破損潰決全過程模擬及安全評價(jià)方法研究[D];清華大學(xué);2010年

9 潘堅(jiān)文;高混凝土壩靜動力非線性斷裂與地基輻射阻尼模擬研究[D];清華大學(xué);2010年

10 師燕超;爆炸荷載作用下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應(yīng)行為與損傷破壞機(jī)理[D];天津大學(xué);2009年

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2 曹陽;混凝土重力壩水下接觸爆炸的毀傷特性及抗爆措施研究[D];大連理工大學(xué);2017年

3 陳思文;地震作用下高薄拱壩動力響應(yīng)分析[D];重慶交通大學(xué);2016年

4 章明旭;高拱壩地震易損性及抗震安全風(fēng)險(xiǎn)評估研究[D];清華大學(xué);2016年

5 楊明;水下爆炸沖擊下混凝土重力拱壩動態(tài)響應(yīng)及抗爆措施研究[D];天津大學(xué);2014年

6 帥曉蕾;沖擊荷載作用下混凝土動力性能試驗(yàn)研究及有限元分析[D];湖南大學(xué);2013年

7 紀(jì)林強(qiáng);高拱壩承載能力與安全評價(jià)研究[D];大連理工大學(xué);2013年

8 王帥;基于FEM/SPH方法的水下爆炸沖擊荷載作用下的混凝土重力壩破壞模式研究[D];天津大學(xué);2012年

9 楊迅;高混凝土拱壩動力模型試驗(yàn)研究[D];大連理工大學(xué);2011年

10 姚元文;結(jié)構(gòu)泄壓爆炸的沖擊波特性研究[D];重慶大學(xué);2011年

本文編號：2846830