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【6h】

压坡体规模对面板堆石坝三维地震动力响应影响研究

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目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 堆石坝抗震分析研究历史与现状

1.2.1 面板堆石坝地震动力分析方法研究概况

1.2.2 面板堆石坝坝坡动力稳定分析方法研究概况

1.2.3 面板堆石坝受力特性影响研究概况

1.3 本文研究内容

2 面板堆石坝静动力计算原理及方法

2.1 混凝土面板堆石坝静力分析理论

2.1.1 堆石料计算模型

2.1.2 混凝土材料计算模型

2.2 混凝土面板堆石坝动力分析理论

2.2.1 堆石料的动力特性

2.2.2 堆石料动力计算本构模型

2.2.3 混凝土材料计算模型

2.2.4 动水压力模型

2.3 本章小结

3 压坡体宽度对面板堆石坝地震动力响应影响研究

3.1 工程概况

3.2 三维有限元静力计算模型及参数

3.2.1 有限元计算模型

3.2.2 计算参数

3.2.3 计算方法

3.3 三维有限元动力计算方法及计算参数

3.3.1 地震波的选取及输入方式

3.3.2 计算参数

3.3.3 计算方法

3.4 计算工况选取

3.5 静力计算结果分析

3.5.1 堆石体变形计算结果

3.5.2 堆石体应力计算结果

3.6 动力计算结果分析

3.6.1 周期和基频反应分析

3.6.2 堆石体加速度反应计算结果

3.6.3 堆石体动应力计算结果

3.6.4 堆石体动位移计算结果

3.6.5 坝坡动力稳定性分析

3.7 本章小结

4 压坡体高度对面板堆石坝地震动力响应影响研究

4.1 计算工况选取

4.2 静力计算结果

4.2.1 堆石体变形计算结果

4.2.2 堆石体应力计算结果

4.3 动力计算结果

4.3.1 周期和基频反应分析

4.3.2 堆石体加速度反应计算结果

4.3.3 堆石体动应力计算结果

4.3.4 堆石体动位移计算结果

4.3.5 坝坡动力稳定性分析

4.4 本章小结

5 压坡体参数对面板堆石坝受力特性影响研究

5.1 压坡体模量参数变化对面板堆石坝受力特性影响研究

5.1.1 计算参数

5.1.2 计算工况

5.1.3 堆石体变形计算结果

5.1.4 堆石体应力计算结果

5.2 压坡体重度变化对面板堆石坝受力特性影响研究

5.2.1 计算参数

5.2.2 计算工况

5.2.3 堆石体变形计算结果

5.2.4 堆石体应力计算结果

5.3 本章小结

6 结论和展望

6.1 结论

6.2 不足与展望

致谢

参考文献

附录:攻读硕士研究生期间的主要科研成果

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摘要

混凝土面板堆石坝具有众多工程适应性优点,在全世界的大坝建设中应用广泛。我国的坝工建设多选址在水资源较为丰富的西部地区,但西部地区地质条件复杂,地震烈度高。因此,在如此复杂的地震区修建面板堆石坝,必须充分认识并了解面板堆石坝的抗震特性。本文以某拟建抽水蓄能电站工程面板堆石坝为工程背景,研究了不同规模的压坡体对面板堆石坝静力蓄水以及地震动力响应的影响,从抗震角度验证了将开挖渣料堆积在坝后形成压坡体的合理性,以期为进一步优化坝体结构设计提供依据。主要结论如下。  (1)建有不同规模的坝后压坡体时,坝体在静动力状态下的应力位移分布规律同传统的面板堆石坝的应力位移分布规律相一致,且规律性较好,说明将开挖渣料堆积在坝后形成坝后压坡体的设计方案是合理的。  (2)有压坡体时,坝体的位移较无压坡体时增大,由水压力作用所引起的位移增量却有所减小,同时,坝体所受压应力增大。但上述变化随压坡体宽度的变化并不明显,随着压坡体高度的增加变化明显。说明在压坡体的作用下,坝体变得更加密实;另一方面,整个结构的刚度较无压坡体时有所增大,因而由外力作用所引起的坝体变形将会减小,且随着压坡体宽度和高度的增大,该影响越显著;而在动力作用下,压坡体的存在使得坝体的动力响应明显降低,且压坡体宽度和高度越大,这一效果越明显。  (3)随着压坡体模量参数的提高,坝体的位移和应力基本不变,压坡体的位移有所减小;随着压坡体重度的增加,坝体的顺河向、横河向、竖向位移均有所增大,坝体所受最大压应力也有一定的增大,但增幅较小,而压坡体的位移有所增大。  (4)通过全文对不同规模压坡体面板堆石坝静动力变形的对比计算,可以发现建立一定规模的坝后压坡体可使得整体结构的刚度变大,抵抗变形的能力增强;而且可以减小坝体在地震中的动力响应,提高坝体的抗震能力,工程建设中可以合理运用这一规律。

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