在過去的二十年是我國水電史上的黃金時期,一大批的高壩從各大流域相繼矗立,特別是在水能資源充沛的西部地區(qū)更是擁有許多世界知名的水利工程。但是,同樣我們應(yīng)該了解我國西部屬于地震多發(fā)地帶,地震烈度總體上看,以西部地區(qū)最高,強(qiáng)震頻發(fā)。水利工程抗震具有特殊意義,一旦失事不但危及工程本身,還會產(chǎn)生一系列的次生災(zāi)害,給大壩下游居民造成無法估量的損失,這就給大壩的抗震安全帶來了挑戰(zhàn)。本文從地震波以不同的入射角斜入射,庫底淤沙對大壩地震的影響等方面展開研究,主要研究內(nèi)容如下:(1)首先研究了如何使用有限元解決波動問題,以有限元分析為主要手段,建立拱壩、庫水和淤沙有限元模型,由于在地震作用下,庫水震動會對壩體產(chǎn)生一個附加作用力,動水壓力會反過來作用于壩體,整個過程反映了地震作用下強(qiáng)烈的流固耦合效應(yīng),所以ADINA仿真中采用FSI模塊進(jìn)行計(jì)算。研究在拱壩有限元模型中黏彈性人工邊界的設(shè)置。同時分析了二維黏彈性邊界和三維黏彈性邊界,研究地震波傾斜入射的方法,實(shí)現(xiàn)地震波以不同的入射角傾斜入射,將傾斜入射的地震波分解為橫河向和順河向。(2)在建立好的拱壩模型中選取壩頂,壩底,左右壩肩幾個代表性的參考點(diǎn),根據(jù)建立的拱壩模型尺寸擬定一個合理的淤沙厚度,分析地震波斜入射不同入射角度各參考點(diǎn)的X方向和Y方向的地震響應(yīng)位移。然后在壩體中軸線上下游各選取五個參考點(diǎn)做壩體主應(yīng)力響應(yīng)分析,證明不同入射角度對壩體位移和主應(yīng)力都有影響,并得出一個最不利入射角度。(3)通過分析得出一個最不利入射角度,然后以庫底淤沙作為變量,分別比較考慮淤沙和不考慮淤沙兩種情況,分別在拱壩有限元模型上選取同樣的參考點(diǎn),然后進(jìn)行比較兩種情況下的位移和最大主應(yīng)力變化情況。通過分析得出庫底淤沙對拱壩地震響應(yīng)有一定的影響。同時根據(jù)結(jié)論可以對水利工程大壩建設(shè)提出一些實(shí)質(zhì)性的建議,對水工結(jié)構(gòu)抗震具有重要意義。
【學(xué)位單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TV642.4;TV312
【部分圖文】：

圖 1.1 二維空間入射情況示意圖下輸入波場的確定于 SH 波，計(jì)算區(qū)內(nèi)任意一點(diǎn)的波場可以寫為：( , , ) ( / )IZ sU x y t u t r C

圖 1.2 三維空間入射情況示意圖對于 SH 波，空間內(nèi)任意一點(diǎn)的波場可以寫成：( , , , ) ( / )IZ sU x y z t u t r C對于 SV 波，計(jì)算區(qū)內(nèi)任意一點(diǎn)的波場可以寫為：IU x y z t u t r C

波進(jìn)行放大，本模型中的地震波采用將波的能量減小一半的方式處理，從底部的坐標(biāo)軸 x、y、z 三個不同的方位同時入射。水體按正常蓄水位計(jì)算。圖2.1 某拱壩-庫水-地基系統(tǒng)模型網(wǎng)格劃分圖2.2 某拱壩-庫水-淤沙-地基系統(tǒng)模型網(wǎng)格劃分圖 2.3 水平地震波加速度曲線圖 2.4 水平地震波速度曲線-8-6-4-202460 5 10 15 20加速度(m/s2)時間(s)-0.6-0.4-0.200.20.40.60
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2852482