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具有水体耦合的大坝地震响应特性研究

作　者: 徐家伟
导　师: 王乘
学　校: 华中科技大学
专　业: 水利水电工程
关键词: 高坝大库耦联水体共振减振
分类号: TV312
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着中国可持续发展战略的实施,水利工程的建设随社会经济的发展而加快,作为清洁、可再生资源的水电能源的开发利用步伐也在进一步加快,中国又处在了一个水利建设的高潮期。高坝大库因其失事时的巨大破坏性而备受人们关注。本文针对坝工结构的抗震设计理论与方法,开展了以下研究工作:1、从结构动力学的角度,对坝-水动力耦合时随坝体一起振动的耦联水体进行了研究,对耦联水体进行了抽象化处理(抽象为虚拟水体);计算了虚拟水体的长度、质量集度和单质点角频率。2、从结构反应谱分析的角度,扩展了坝-水耦联“共振”的定义;共振的微观特性在于是否超出弹性限度。3、对“5.12汶川地震”土石坝在较低运行水位的滑坡原因进行了分析,得出了1/3-1/2坝高的水位为共振发生区域的结论。并将这一结论推广到了各种土石边坡-水体的耦联振动情况。4、通过数值仿真实验,利用时程分析法,对混凝土高坝的抗震性能进行了研究,得出了空库静力、空库动力、正常水位、满库水位时混凝土重力坝的地震动力响应特性;对考虑坝-水动力耦合作用的混凝土重力坝在各种工况下运行时的抗震安全性能进行了分析;提出“将大坝上下游方向地震动位移大致相同作为优化设计的条件之一”。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-15
  1.1 国内外大坝抗震研究介绍  8-10
  1.2 本文研究介绍  10-11
  1.3 大坝抗震的力学原理  11-15
2 具有水体耦合的土石坝抗震特性分析  15-25
  2.1 “坝-水”动力耦合理论分析  15-17
  2.2 水工大坝地震动耦联水体的抽象化处理  17-22
  2.3 低水位土石低坝迎水面“5.12 汶川地震”滑坡原因解释  22-25
3 具有水体耦合的重力坝抗震特性分析  25-34
  3.1 坝体质点位移临界点的确定  26-27
  3.2 耦合系统的“坝-水”不分离假设  27-30
  3.3 工程设计中的耦联水体的虚拟质量  30-32
  3.4 水体减振  32-33
  3.5 小结  33-34
4 数值仿真实验  34-58
  4.1 资料总结  34-36
  4.2 试验结果及分析  36-56
  4.3 小结  56-58
5 总结与展望  58-60
  5.1 论文总结  58
  5.2 研究展望  58-60
致谢  60-61
参考文献  61-65
附录  65-74

具有水体耦合的大坝地震响应特性研究

内容摘要

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