砌石拱壩三維有限元靜動(dòng)力分析研究.pdf

1、砌石拱壩是在中小型水利工程中常見(jiàn)的壩體結(jié)構(gòu)型式。它以水泥用量少，大量的砌石料、砂礫料可以就地取材，對(duì)施工機(jī)械和施工技術(shù)要求低，便于廣大群眾掌握等諸多優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用。因此，研究砌石拱壩的應(yīng)力、應(yīng)變對(duì)于壩體的設(shè)計(jì)、安全評(píng)價(jià)等均有重要的科學(xué)意義。 本文在綜合已有的研究成果上，利用大型商業(yè)有限元軟件ANSYS對(duì)砌石拱壩在多種工況下壩體應(yīng)力、應(yīng)變進(jìn)行了分析研究。在靜力研究中考慮到了重力、水壓力、溫度、淤沙壓力等荷載的作用，進(jìn)行了壩體

2、溫度場(chǎng)分析，地震動(dòng)力分析中詳細(xì)研究了振型分解反應(yīng)譜法，得到了壩體應(yīng)力、應(yīng)變一些規(guī)律，為壩體的設(shè)計(jì)和安全評(píng)價(jià)提供一些參考。本文通過(guò)計(jì)算分析主要得到如下一些結(jié)論： (1)本文通過(guò)壩體的溫度場(chǎng)分析，可知溫度對(duì)拱壩的位移影響較大，溫降引起壩體向下游位移，溫升引起壩體向上游位移；溫度對(duì)應(yīng)力的影響局限在較小范圍內(nèi)，對(duì)壩體拱端和表孔閘礅下部的應(yīng)力有一定的影響。 (2)本文用于求解砌石拱壩動(dòng)水壓力的方法和二次開(kāi)發(fā)程序的模塊，可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)

3、一水體的耦合分析，對(duì)砌石拱壩的動(dòng)力計(jì)算結(jié)果符合一般規(guī)律。 (3)靜力分析結(jié)果表明，無(wú)論何種工況，壩體位移等值線基本對(duì)稱；壩體拉應(yīng)力較大值出現(xiàn)在閘墩與壩體交界處、兩拱端上游面中部附近以及拱冠梁上游面底部附近，壩體壓應(yīng)力較大值出現(xiàn)在下游壩面拱冠梁中下部，對(duì)于有表孔的砌石拱壩，在壩踵、壩趾、閘墩等特征部位容易出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。 (4)地震動(dòng)力分析結(jié)果表明，不管是順河流向還是垂直河流向，都將在拱壩的壩頂拱冠處產(chǎn)生較大的位移值，而