本文關(guān)鍵詞：侯莊涵洞周?chē)馏w三維非線性有限元分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國(guó)是一個(gè)水資源總量比較豐富的國(guó)家,位列世界第六。但是人均水資源占有量?jī)H占世界人均水資源占有量的25%。隨著中國(guó)人口的增加、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和全球變暖的影響,我國(guó)的缺水狀況不斷加劇。為了減緩城市水資源緊缺的狀況,長(zhǎng)距離輸水、引水,調(diào)水成為缺水城市獲得水源補(bǔ)給的重要手段。涵洞工程是重要的輸水結(jié)構(gòu),在水利工程、公路工程應(yīng)用廣泛�，F(xiàn)在對(duì)這種結(jié)構(gòu)的研究大部分只針對(duì)涵洞本身的力學(xué)特性,對(duì)于洞身與周?chē)馏w的作用力及變形等研究較少。隨著修建的涵洞埋深越來(lái)越大,分析涵洞與周?chē)馏w間的作用情況愈來(lái)愈重要。侯莊分流涵洞具有高埋深的特點(diǎn),存在較大的土壓力。本文針對(duì)涵洞洞身與周?chē)馏w的作用情況,提出了高埋深涵洞洞身與周?chē)馏w三維非線性有限元分析研究的課題。本課題選取侯莊分流涵洞為研究對(duì)象,根據(jù)相關(guān)力學(xué)理論知識(shí),采用大型模擬軟件ANSYS建立三維有限元模型,分別選取完建時(shí)期、運(yùn)行時(shí)期、檢修時(shí)期三種工況進(jìn)行分析研究,利用三維有限元求解,得出相應(yīng)結(jié)果；進(jìn)而研究了鋼筋混凝土箱涵與回填土、地下土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系,分析了土體在不同工況下的變形和沉降量,給出了涵洞最大受力位置和土體最大沉降量,為工程后期維護(hù)提供了有效的參考,同時(shí)確定了不同工況下涵洞洞身與周?chē)馏w間的作用情況以及土體的變化情況,實(shí)現(xiàn)了高埋深涵洞在最大受力情況下的分析,給實(shí)際工程提供了有效的參考,也為將來(lái)的類(lèi)似研究提供了一定的依據(jù)。研究成果表明：1、在完建時(shí)期,涵洞主要承受土壓力,在周?chē)馏w的作用下,涵洞在Y向產(chǎn)生的應(yīng)力和位移最大；2、在運(yùn)行時(shí)期,涵洞在承受土壓力的同時(shí),還承受一定的水壓力,相較于完建時(shí)期,涵洞所受的拉應(yīng)力略顯提高,壓應(yīng)力有所降低,這是由于充水狀態(tài)下水對(duì)洞身的浮托力所致；3、在檢修時(shí)期,涵洞處于部分充水部分無(wú)水狀態(tài),檢修洞室所受壓力最大,洞身頂角外側(cè)與土體交界面處拉應(yīng)力有連續(xù)貫通的趨勢(shì),此種工況最為不利。但仍滿足工程相關(guān)規(guī)范的要求。
【關(guān)鍵詞】：涵洞 有限元 數(shù)值模擬 土體
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TV223
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 1 緒論12-19
• 1.1 涵洞工程概括12-15
• 1.1.1 涵洞的構(gòu)造12-14
• 1.1.2 涵洞工程布置形式14-15
• 1.2 涵洞工程結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 課題的提出17-18
• 1.4 本課題研究?jī)?nèi)容18-19
• 2 涵洞工程非線性有限元理論基礎(chǔ)19-38
• 2.1 數(shù)值模擬方法概述19-24
• 2.1.1 有限元法的起源和特點(diǎn)19-20
• 2.1.2 有限元法求解20-22
• 2.1.3 ANSYS軟件求解22-24
• 2.2 鋼筋混凝土有限元法的發(fā)展24-25
• 2.3 鋼筋混凝土有限元模型25-27
• 2.3.1 分離式模型25
• 2.3.2 組合式模型25-26
• 2.3.3 整體式模型26-27
• 2.4 非線性有限元分析27
• 2.5 鋼筋混凝土非線性有限元分析27-35
• 2.5.1 混凝土本構(gòu)模型28-33
• 2.5.2 鋼筋的本構(gòu)模型33-35
• 2.6 鋼筋和混凝土的本構(gòu)關(guān)系35-36
• 2.7 土體的非線性分析36-37
• 2.8 本章小結(jié)37-38
• 3 侯莊分流涵洞有限元模型的建立38-58
• 3.1 工程概括38-43
• 3.1.1 概述38
• 3.1.2 水文、地質(zhì)條件38-40
• 3.1.3 工程結(jié)構(gòu)布置40-43
• 3.2 有限元模型的建立43-46
• 3.2.1 模型尺寸選取43-44
• 3.2.2 模型單元選取44-46
• 3.3 材料參數(shù)選取46-48
• 3.3.1 混凝土材料參數(shù)46-47
• 3.3.2 鋼筋材料參數(shù)47
• 3.3.3 土體材料參數(shù)47-48
• 3.4 模型網(wǎng)格劃分和邊界條件48-50
• 3.4.1 網(wǎng)格劃分48-49
• 3.4.2 邊界條件49-50
• 3.5 工況的選取50-54
• 3.5.1 工況的具體選擇50-52
• 3.5.2 涵洞荷載計(jì)算52-54
• 3.6 模型的非線性加載和求解分析選擇54-56
• 3.7 模型驗(yàn)證56-58
• 3.7.1 孔徑尺寸56-57
• 3.7.2 地基承載力核算57-58
• 4 涵洞模型工況分析58-71
• 4.1 完建時(shí)期涵洞有限元分析58-62
• 4.1.1 涵洞計(jì)算結(jié)果分析58-60
• 4.1.2 土體計(jì)算結(jié)果分析60-62
• 4.2 運(yùn)行時(shí)期涵洞有限元分析62-66
• 4.2.1 涵洞計(jì)算結(jié)果分析62-64
• 4.2.2 土體計(jì)算結(jié)果分析64-66
• 4.3 檢修時(shí)期涵洞有限元分析66-69
• 4.3.1 涵洞計(jì)算結(jié)果分析66-68
• 4.3.2 土體計(jì)算結(jié)果分析68-69
• 4.4 本章小結(jié)69-71
• 5 結(jié)論與展望71-73
• 5.1 結(jié)論71-72
• 5.2 展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-75
• 致謝75-76
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷76
• 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文76

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 宋少云;尹芳;;有限元網(wǎng)格劃分中的圣維南原理及其應(yīng)用[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2012年08期

2 車(chē)連常;;滏陽(yáng)河侯莊分流工程的水文研究[J];水科學(xué)與工程技術(shù);2011年03期

3 姬棟宇;;劉家壩倒虹吸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與有限元分析[J];水利科技與經(jīng)濟(jì);2010年06期

4 王鑫;麥云飛;;有限元分析中單元類(lèi)型的選擇[J];機(jī)械研究與應(yīng)用;2009年06期

5 鄭俊杰;陳保國(guó);張世飆;;溝埋式涵洞非線性土壓力試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬[J];巖土工程學(xué)報(bào);2008年12期

6 孫明權(quán);馬海霞;楊書(shū)統(tǒng);;基于ANSYS的倒虹吸有限元分析[J];黑龍江水專(zhuān)學(xué)報(bào);2008年01期

7 張成;傅旭東;王光謙;;復(fù)雜內(nèi)邊界長(zhǎng)距離輸水明渠的一維非恒定流數(shù)學(xué)模型[J];南水北調(diào)與水利科技;2007年06期

8 李慶齡;;ANSYS中網(wǎng)格劃分方法研究[J];上海電機(jī)學(xué)院學(xué)報(bào);2006年05期

9 劉世忠;;基于ANSYS的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)非線性有限元分析[J];四川建筑;2006年02期

10 陳燕;;鋼筋混凝土的非線性有限元分析[J];廣東建材;2006年02期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 張坤勇;考慮應(yīng)力各向異性土體本構(gòu)模型及其應(yīng)用研究[D];河海大學(xué);2004年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 李娟;長(zhǎng)距離倒虹吸水流特性的三維數(shù)值模擬[D];新疆農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

2 何照青;小洼槽倒虹吸水流特性的數(shù)值模擬[D];新疆農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

3 胡志超;箱型鋼筋混凝土倒虹吸非線性有限元分析[D];鄭州大學(xué);2010年

4 佟洪江;鋼筋混凝土構(gòu)件的非線性分析[D];大連理工大學(xué);2009年

5 陳磊;基于ANSYS的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)有限元分析[D];西安理工大學(xué);2004年

6 袁志芬;鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)非線性有限元分析[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2001年

  本文關(guān)鍵詞：侯莊涵洞周?chē)馏w三維非線性有限元分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：364186