拱壩—庫(kù)水—地基系統(tǒng)地震反應(yīng)分析研究.pdf

1、我國(guó)水能資源十分豐富,理論蘊(yùn)藏量約為6.67億KW,根據(jù)最新調(diào)查結(jié)果,可開(kāi)發(fā)容量可達(dá)5.29億KW,均居世界首位,開(kāi)發(fā)程度不足20％。我國(guó)水能資源的80％集中于西部,特別是西南地區(qū)。但是該區(qū)壩址都由強(qiáng)烈區(qū)域性地質(zhì)構(gòu)造形成,西部水電開(kāi)發(fā)難以避讓高地震區(qū)。地震作用和高拱壩結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)都十分復(fù)雜。迄今,國(guó)內(nèi)外在強(qiáng)地震區(qū)修建高拱壩的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)很少,更無(wú)經(jīng)受過(guò)強(qiáng)震考驗(yàn)的事例。而其一旦遭受震害失事,次生災(zāi)害后果將十分嚴(yán)重。高壩大庫(kù)抗震安全必須謹(jǐn)慎

2、對(duì)待,面對(duì)缺乏先例的新的問(wèn)題和挑戰(zhàn),亟需建立大壩抗震的創(chuàng)新理念。 本文通過(guò)研究結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析理論、流固耦合的分析理論以及局部人工邊界方法,建立拱壩-庫(kù)水-地基相互作用的有限元模型。在結(jié)構(gòu)-地基相互作用的問(wèn)題上,通過(guò)研究波動(dòng)理論,提出了粘彈性人工邊界,借助APDL語(yǔ)言編制了三維粘彈性人工邊界在ANSYS中的計(jì)算程序,計(jì)算表明,用粘彈性人工邊界模擬無(wú)限域地基,不但可行而且精度較高,符合實(shí)際情況；本文還用APDL語(yǔ)言編制了動(dòng)水壓力求解模

3、塊,最終實(shí)現(xiàn)了拱壩-庫(kù)水-地基的耦合求解；最后還用APDL語(yǔ)言編制了地震波的自動(dòng)輸入和時(shí)程分析模塊。 通過(guò)用ANSYS建立的有限元模型,分別對(duì)拱壩進(jìn)行了模態(tài)分析和靜、動(dòng)力分析。由計(jì)算的結(jié)果可知,滿庫(kù)要比空庫(kù)時(shí)頻率小,且振型符合規(guī)律；通過(guò)對(duì)比靜動(dòng)力計(jì)算結(jié)果,發(fā)現(xiàn)某些部位動(dòng)力計(jì)算結(jié)果明顯比靜力大,而且靜力計(jì)算時(shí)的壓應(yīng)力區(qū)在動(dòng)力計(jì)算時(shí)會(huì)出現(xiàn)拉應(yīng)力。 通過(guò)對(duì)結(jié)果的分析可以看出,建立的拱壩-庫(kù)水-地基相互作用的模型,是對(duì)拱壩進(jìn)行動(dòng)