連壩泄水建筑物仿真分析及洪水演進(jìn)數(shù)值模擬.pdf

1、梯級水庫群具有相互聯(lián)系相互制約的關(guān)系，一旦上游水庫失事，將會對下游梯級水庫造成嚴(yán)重的影響。石漫灘水庫與田崗水庫是淮河上游洪河支流滾河上的兩座連壩擋水建筑物，石漫灘水庫攔河壩為全斷面碾壓混凝土重力壩，田崗水庫為均質(zhì)土壩，壩頂不能溢流。壩體的應(yīng)力應(yīng)變性能是評價重力壩安全性的重要指標(biāo)，研究基本荷載作用下重力壩的應(yīng)力變化規(guī)律，評價工程結(jié)構(gòu)安全性，對研究汛期非常洪水來臨時石漫灘水庫洪水下泄到田崗水庫對大壩造成的威脅具有非常重要的意義。
　　

2、本文根據(jù)碾壓混凝土重力壩的工作特點和有限單元法應(yīng)力分析的基本理論，運用ANSYS Workbench軟件進(jìn)行有限元分析，建立了石漫灘重力壩三維溢流壩段和非溢流壩段仿真模型，并對其進(jìn)行了應(yīng)力分析；研究了石漫灘水庫洪水過程下的泄洪規(guī)律與下游河道非恒定流的洪水演進(jìn)，運用求解圣·維南方程組的矩形網(wǎng)格差分法建立了數(shù)學(xué)模型，使用MATLAB語言對洪水演進(jìn)過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，其主要研究結(jié)論如下：
　　（1）壩體靜力分析采用超單元剖分技術(shù)自動生成

3、八結(jié)點六面體單元，在設(shè)計洪水位、校核洪水位、平壩頂水位三種計算工況下非溢流壩和溢流壩的應(yīng)力分布均符合一般規(guī)律，即壩體最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在壩趾，最大拉應(yīng)力（最小壓應(yīng)力）出現(xiàn)在壩踵，且隨著上游水位的升高，應(yīng)力值增大。
　?。?）非溢流壩段在三種計算工況下的壩踵垂直正應(yīng)力，其拉應(yīng)力區(qū)范圍均小于壩體寬度的7％，滿足規(guī)范要求；溢流壩段在設(shè)計洪水位和校核洪水位工況下壩踵垂直正應(yīng)力拉應(yīng)力區(qū)范圍也小于規(guī)范規(guī)定的數(shù)值，但溢流壩段在平壩頂洪水位工況下的壩