我國的水利工程的數(shù)量及規(guī)模均居世界前列,重力壩作為一種常見的大壩結(jié)構(gòu)形式廣泛分布于我國各地且數(shù)量眾多,而我國又是一個地震多發(fā)的國家,重力壩一旦遭遇地震而造成潰壩,對下游地區(qū)的人民生命及財產(chǎn)將造成極大危害,因此對重力壩的抗震研究意義重大。本文以廣東省樂昌峽水利樞紐混凝土重力壩為研究對象,結(jié)合現(xiàn)場動力測試數(shù)據(jù),對大壩的動力有限元模型進(jìn)行修正,并對比分析了無質(zhì)量地基模型和粘彈性人工邊界對大壩地震響應(yīng)的影響,在此基礎(chǔ)上分析大壩的動力響應(yīng)及橫縫狀態(tài)對結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響,主要內(nèi)容如下:(1)針對重力壩的結(jié)構(gòu)特點,制訂了詳細(xì)的動力特性測試方案,對大壩進(jìn)行了兩次不同水位下的現(xiàn)場測試,根據(jù)獲取的響應(yīng)數(shù)據(jù)用隨機(jī)子空間法與增強(qiáng)頻域分解法得到了兩個水位下三個壩段的自振頻率。(2)使用彈簧單元施加在壩段兩側(cè)來模擬橫縫狀態(tài)對壩段剛度的影響,彈簧的剛度系數(shù)采用模型修正方法利用實測頻率值進(jìn)行反演,同時修正壩體的材料參數(shù),修正后的模型自振頻率與實測值較為接近,證明修正后的模型較為可靠。(3)選取一個壩段,分別采用粘彈性人工邊界與無質(zhì)量地基模型進(jìn)行地震反應(yīng)分析,對比兩種邊界條件下關(guān)鍵點位移與應(yīng)力極值,計算結(jié)果表明:粘彈性人工邊界考慮了無限地基的輻射阻尼,物理概念清楚,更接近實際情況,所得地震響應(yīng)較小;無質(zhì)量地基模型計算地震響應(yīng)結(jié)果較大,較為保守。(4)以三個特征壩段為研究對象,分析了不同橫縫連接狀態(tài)、不同水位下重力壩的地震應(yīng)力響應(yīng)與位移響應(yīng),結(jié)果表明:橫縫完全斷開時大壩的剛度較橫縫部分連接時小,所得應(yīng)力與位移響應(yīng)較大;由于動水壓力的影響,大壩高水位的應(yīng)力與位移響應(yīng)較低水位時大。因此,在重力壩的抗震計算中,不能忽視橫縫完全斷開和高水位造成的抗震不利。
【學(xué)位單位】：防災(zāi)科技學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TV642.3;TV312
【部分圖文】：

8 年 1 月開工建設(shè)，工程建設(shè)中克服了開挖山體高、主體工程于 2011 年 10 月完工。介利樞紐工程位于韶關(guān)樂昌市境內(nèi)、北江支流武江樂昌距樂昌市 14km，距韶關(guān) 81.4km。樞紐集雨面積 498 43.61 億 m3，多年平均流量 138m3/s。工程以防洪和灌溉。工程等級為Ⅱ等大（2）型，主要建筑物級 級，臨時性建筑物 4 級。水庫正常蓄水位 154.5m，死 144.5m，設(shè)計洪水位 162.2m，校核洪水位 163.0m庫容 2.11 億 m3，調(diào)節(jié)庫容 1.04 億 m3，為季調(diào)節(jié)水.1.

防災(zāi)科技學(xué)院工程碩士學(xué)位論文重力壩，壩頂高程 164.2m，最大壩高 84.2m，壩頂長 256m，頂寬 7m。其中溢流壩段長為 78m，左、右岸非溢流壩段壩頂長分別為 96.0m 和 82.0m。溢流壩布置在壩址河道中間，共分 5 孔，每孔凈寬 12m，中墩、邊墩厚 3m。樂昌峽大壩現(xiàn)場實景如圖 2.2 所示。

(b) 第二次測試上游水位圖 2.3 大壩動力特性測試期間水庫水位重力壩是依靠自重來維持穩(wěn)定，其質(zhì)量巨大，不可移動，對其求較高，且一旦激勵過大則會造成壩體損傷。目前普遍使用脈力測試，脈動法測試以環(huán)境振動作為激勵輸入，成本低，適用會造成損害，因此，兩次動力測試均采用脈動法。儀器感器中國地震局工程力學(xué)研究所研發(fā)的 991B 型超低頻測振儀，它超低頻的測試，既可以測試地面，也可以測試各種結(jié)構(gòu)物，多、碼頭、海洋平臺的測試中，其主要的技術(shù)指標(biāo)見表 2.1。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2871305