学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

大渡河某水电站砼防渗墙参数优化设计及坝体三维有限元分析

作　者: 贺晓强
导　师: 党发宁
学　校: 西安理工大学
专　业: 岩土工程
关键词: 土石坝 混凝土防渗墙 应力 变形 有限元
分类号: TV543.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 89次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


土石坝是一种古老的坝型,也是当今世界最高的坝型,由于它施工简单、造价便宜并且能适应复杂地质条件等优点,广泛应用于各种水利工程中。然而随着土石坝高度的不断增加,仅限于渗流和稳定计算已经不能满足现代土石坝设计的要求,应力应变分析也成为土石坝设计的必要步骤。防渗墙是土石坝坝基防渗处理中的重要措施,一般刚度比较大,受力也很复杂,而且应用很普遍。随着防渗墙越来越广泛的应用于工程建设中,混凝土防渗墙的受力变形分析研究也越来越为重要。本文基于上述研究背景,以大渡河某水电站混凝土面板堆石坝为研究对象,对混凝土防渗墙进行参数优化设计,根据计算分析比较,选择一种合理的坝体分区,确定大坝最终的优化设计方案,根据最终方案建立大坝三维有限元模型,通过三维有限元分析来验证该方案的合理性。具体内容如下两部分：第一部分分析总结了混凝土防渗墙应力变形的影响因素、所受的荷载以及研究现状,选择出比较合适本文计算的本构模型。建立大渡河某水电站混凝土面板堆石坝二维模型,对混凝土防渗墙进行参数优化设计(对防渗墙的厚度、位置、材料的选择进行优化分析),选择一种合理的坝体分区,最终确定大坝的优化设计方案。第二部分是根据第一部分确定的最终方案建立大坝三维有限元模型,选用邓肯—张E.B模型作为土石坝有限元计算的本构模型,并利用ANSYS的易开发性,对ANSYS进行了二次开发,成功地加入了邓肯—张模型,同时实现了对坝体进行分层施工模拟的功能。应用此程序对大坝进行了三维非线性应力应变分析,通过计算分析来验证该最优化方案的合理性。本文的研究不仅为大渡河某水电站工程的设计打下了良好的基础,而且本文提出的计算方法、思路和计算成果,可以作为其它同类工程的参考,具有重要的实际意义。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
1.绪论  8-14
  1.1 防渗墙的的研究现状  8-12
    1.1.1 防渗墙的特点及发展过程  8-11
    1.1.2 防渗墙应力变形的研究现状  11-12
  1.2 论文的主要目的及内容  12-13
    1.2.1 研究目的  12-13
    1.2.2 研究内容  13
  1.3 本文的研究思路  13-14
2.有限元分析的基本理论  14-22
  2.1 有限元法简介  14-15
    2.1.1 有限元法主要的基本特点及优越性  14-15
    2.1.2 有限元方法使用上的局限性和困难  15
  2.2 有限元分析的基本方程  15-19
    2.2.1 有限元法的基本思路  15-16
    2.2.2 三维四面体常应变单元  16-19
  2.3 有限元软件及功能介绍  19-22
    2.3.1 ANSYS软件介绍  19-20
    2.3.2 ANSYS软件的功能  20-22
3.土石坝有限元计算本构模型  22-34
  3.1 土石坝主要筑坝材料的选取与功能  22-24
  3.2 土石坝应力应变计算的本构模型  24-33
    3.2.1 非线性弹性模型  24-30
    3.2.2 弹塑性模型  30-33
  3.3 本文计算本构模型的选取  33-34
4.土石坝坝体分区选取与防渗墙参数优化设计  34-92
  4.1 工程概况  34
  4.2 工程地质条件  34-38
  4.3 计算条件与计算过程  38-41
    4.3.1 计算区域与坐标的选取  38
    4.3.2 单元网格划分  38-39
    4.3.3 计算所用材料参数  39-40
    4.3.4 约束条件与荷载的施加方法、静力计算工况  40-41
  4.4 大坝平面有限元计算结果  41-87
    4.4.1 混凝土防渗墙参数优化设计有限元计算结果及分析  41-52
    4.4.2 连接板、趾板参数优化设计有限元计算结果  52-56
    4.4.3 坝体分区方案优化比选有限元计算结果  56-64
    4.4.4 坝体应力变形拟静力分析有限元计算结果  64-67
    4.4.5 坝体坝基材料参数敏感性分析  67-73
    4.4.6 最终方案的全套计算分析  73-87
  4.5 全套计算方案结果分析  87-90
  4.6 本章小结  90-92
5.大渡河某水电站面板堆石坝三维有限元分析  92-114
  5.1 工程概况  92
  5.2 计算条件与工况  92-94
    5.2.1 计算用材料参数  92-93
    5.2.2 约束条件及荷载的施加方法、单元网格划分  93-94
  5.3 计算结果及分析  94-112
    5.3.1 竣工期计算结果及分析  95-102
    5.3.2 正常蓄水期计算结果及分析  102-112
  5.4 本章小结  112-114
6.结论与展望  114-116
  6.1 主要研究结论  114-115
  6.2 不足与展望  115-116
致谢  116-117
参考文献  117-119
附录  119

相似论文

  1. 平面应力准静态扩展裂纹尖端场的弹粘塑性分析,O346.1
  2. 混粉电火花成型机主机系统及工艺试验的研究,TG661
  3. 复合超声振动拉丝的理论与实验研究,TG663
  4. 双向预置应力控制焊接变形及热裂纹的机制研究,TG404
  5. 电火花加工中的电极损耗机理及控制研究,TG661
  6. 永磁磁力耦合器结构与特性研究,TH139
  7. 60Si2Mn钢热机械损伤行为研究,TG142.15
  8. 谐波齿轮传动柔轮应力及轮齿磨损分析,TH132.43
  9. 常温低温组合密封结构的有限元分析与优化设计,TH136
  10. 碾压混凝土拱坝温度应力仿真分析与分缝设计研究,TV642.2
  11. 竖向荷载作用下半刚性连接钢框架的简化分析,TU391
  12. 带填充墙框架结构非线性有限元分析,TU323.5
  13. 电流及电场对结晶器铜板上电镀镍及其合金镀层性能的影响,TQ153.2
  14. 股骨头保护体研制,R318.6
  15. 基于时程分析法碾压混凝土重力坝抗震稳定性分析,TV642.2
  16. 个性化人工膝关节设计及其生物力学特性研究,R318.1
  17. 堆石混凝土综合性能试验与温度应力研究,TU528
  18. 船用锅炉过热器管束胀口应力应变分析,TQ051.5
  19. 电子产品质量监控测试设备设计,TN06
  20. 固体氧化物燃料电池铁素体连接体材料的性能研究,TM911.4
  21. 深水海底管道S型铺管法安装分析,TE973

中图分类: > 工业技术 > 水利工程 > 水利工程施工 > 各种工程、工种 > 灌浆和防渗墙工程 > 防渗墙、截水墙施工
© 2012 www.xueweilunwen.com