水電資源是清潔能源的一種,其相對于火電資源、核電資源又更加環(huán)保、經(jīng)濟。隨著近幾十年來中國對水電資源的不斷開發(fā),致使適合新建大壩的壩址越來越少;另一方面,一些上世紀(jì)建成的老舊水庫由于長年累月的泥沙淤積問題,其庫容已不能達(dá)到當(dāng)初的設(shè)計要求,而社會的發(fā)展對水資源的需求越來越大,這些老舊水庫也不能滿足人民對供水、灌溉的要求,所以對這些老舊大壩進(jìn)行加高加固,是未來大壩建設(shè)的發(fā)展趨勢。本文以逍遙水庫加高工程為研究對象,利用有限元計算軟件ANSYS分別建立大壩一次成型與二次加高兩種三維模型,同時對兩種模型進(jìn)行靜力作用下的應(yīng)力應(yīng)變分析、超載計算、新老壩體結(jié)合面與壩基面的抗滑穩(wěn)定計算;又采用Block Lanczos法進(jìn)行模態(tài)分析,綜合對比分析出一次成型與二次加高兩種模型在靜動力作用下的應(yīng)力應(yīng)變特點及其優(yōu)缺點。研究結(jié)果表明:(1)在靜力作用下,一次成型與二次加高的壩體應(yīng)力應(yīng)變分布情況基本相似,也符合重力壩的基本規(guī)律。整體來說,二次加高的壩體較一次成型的壩體其應(yīng)力極值稍大,而位移極值稍小;(2)對于各種工況下的抗滑穩(wěn)定計算,無論是一次成型還是二次加高模型,計算所得的安全系數(shù)均大于規(guī)范要求,這說明兩種模型的壩體安全可靠;(3)在超載計算中,一次成型的壩體超載系數(shù)為1.8,而二次加高的壩體超載系數(shù)為1.7;另一方面,一次成型壩體的裂縫是一次直接生成“∪”狀的貫穿裂縫,而二次加高壩體是先生成右側(cè)裂縫,再生成左側(cè)裂縫,最后才形成“∪”狀裂縫;(4)對于空庫與滿庫工況作用下的動力特性對比分析,一次成型與二次加高壩體的各階振型主振方向是一致的,且滿庫的頻率要稍小于空庫;另一方面,二次加高壩體的自振頻率要稍大于一次成型的自振頻率,這說明一次成型與二次加高壩體的剛度與質(zhì)量分布都很均勻,但二次加高壩體要稍優(yōu)于一次成型壩體。本文以實際工程為研究對象,其計算分析結(jié)果為同類型漿砌石壩加高工程的設(shè)計及安全性研究提供參考。
【學(xué)位單位】：華北水利水電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TV64;TV31
【部分圖文】：

圖 2-1 三維單元應(yīng)力分布圖Figure2-1 Stress distribution of three-dimensional element對于三維分析，彈性力學(xué)的基本方程分為：（1）平衡方程

超水容重法Figure2-2Superwaterweightmethod

超水位法Figure2-3Superwaterlevelmethod
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本文編號：2871677