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水闸闸室结构与地基力学作用机理数值分析

作　者: 黄黎冰
导　师: 张立勇
学　校: 四川大学
专　业: 水工结构工程
关键词: 水闸结构设计有限元数值分析深厚覆盖层
分类号: TV223
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 214次
引　用: 1次
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内容摘要

我国是个水利资源极其丰富的国家,地域辽阔,江川河流众多,在过去的50多年里,修建了许多闸坝工程,而在已建成的水利工程中,有较多的闸坝都是建在较深厚的覆盖层基础之上,如何对待、处理在深厚覆盖层基础上修建水闸等水利工程所遇到的关键技术问题,优化闸室结构设计、节省工程投资,是水利工程师们极为关心的问题;覆盖层厚度对闸室结构的影响及两者的相互作用规律也有待人们进一步研究。在水闸设计中,直接作用于软基上的闸室底板受力情况是设计人员最为关心的问题之一。本文依据弹性地基梁法的基本原理,用FORTRAN语言编写了计算小程序,以此作为分析工具,并针对西部地区特有的地质条件情况,根据实际工程福堂水电站闸室结构和地基基础的基本资料,选取一个2#泄洪闸闸段作为本次计算模型,分析地基土的变形模量E0、闸墩厚度、闸室底板厚度、闸孔净宽等因素对闸室底板内力的影响,分析得出了底板内力变化的一些规律,对实际工程设计有一定参考价值。本文结合ANSYS大型有限元结构分析软件,以福堂水电站2#泄洪闸为基本计算结构,并拟定地基模拟范围,建立了单孔闸段的三维有限元计算模型,分析了泄洪闸闸室结构和地基覆盖层在完建期和正常蓄水位两种工况下的位移和应力分布特征;对比分析了两种工况下,位移变化趋势和应力变化情况。同时为了进一步分析覆盖层厚度对闸室结构的影响,仍以2#泄洪闸为基本计算结构,通过改变覆盖层厚度,建立多个有限元计算模型,根据计算结果分析覆盖层厚度变化后对闸室结构位移和应力的影响,从中找出一些规律,探讨弹性地

全文目录

摘要  2-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-17
  1.1 概述  8-9
  1.2 水闸设计的研究概况  9-16
  1.3 本文的主要研究内容  16-17
2 福堂电站的基本资料  17-27
  2.1 工程概况  17-22
  2.2 闸址区工程地质、水文地质特性  22-27
3 闸室结构的常规计算方法分析  27-39
  3.1 弹性地基梁法计算分析闸室底板  27
  3.2 计算工况与荷载组合  27-30
  3.3 计算成果  30-32
  3.4 影响底板内力的因素分析  32-38
  3.5 本章小结  38-39
4 水闸结构的有限元计算模型  39-50
  4.1 ANSYS 在结构静动力学分析中的应用简介  39-40
  4.2 非线性结构的静态分析  40-42
  4.3 单元的生死控制  42
  4.4 非线性有限元问题的解法  42-45
  4.5 闸室与地基的本构模型  45-50
5 福堂水电站2~#泄洪闸的三维有限元计算分析  50-67
  5.1 工程地质条件  50
  5.2 计算工况  50
  5.3 计算单元与结构离散  50-53
  5.4 计算成果分析  53-65
  5.5 本章小结  65-67
6 覆盖层厚度对闸室结构的影响分析  67-82
  6.1 工程地质条件  67
  6.2 计算工况  67-68
  6.3 计算单元与结构离散  68-70
  6.4 计算成果分析  70-80
  6.5 本章小结  80-82
7 结论与展望  82-85
  7.1 综合分析结论  82-83
  7.2 建议与展望  83-85
参考文献  85-88
科研成果简介  88-89
声明  89-90
致谢  90

水闸闸室结构与地基力学作用机理数值分析

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