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汶川地震水坝震害调查分析及数值模拟

作　者: 任长青
导　师: 景立平
学　校: 中国地震局工程力学研究所
专　业: 结构工程
关键词: 土石坝 FLAC 汶川地震动力分析
分类号: TV641;TV312
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 66次
引　用: 3次
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内容摘要

土石坝由于其能够就地取材、施工简单、造价低廉等优点是应用最广泛的一种坝型,我国大部分土石坝都建在西部地震频发区。汶川地震共造成八个省、市2666座水坝受到不同程度的破坏,因此研究土石坝的震损机理、提高土石坝的抗震性能有重大的理论和现实意义。本文对汶川地震中土石坝的震害调查资料进行详细统计分析,总结了此次地震中土石坝的震害分布及震害特点,并选择典型震损土坝马尾河水库大坝借助有限差分软件FLAC用动力时程法进行震害模拟。具体工作如下:1、系统总结了土石坝稳定性分析的研究历史和现状,对几种常用的分析方法进行系统的研究和评述。详细总结了各种方法的优缺点,并分析了未来土石坝地震稳定性分析的发展趋势。2、对汶川地震中四川省境内的土石坝震害资料进行了系统研究与分析,定性给出了土石坝震害与断层走向、地震烈度的分布关系,统计分析了土石坝的震损类型,分析了引起土石坝溃坝险情的主要破坏形式是坝体滑坡。3、介绍了有限差分原理及Mohr-Coulomb模型,解释了完全非线性方法在FLAC中的实现方法;引入了动力计算时涉及的边界问题并介绍了粘性边界、自由场边界的原理与应用,得出对土坝等建筑物进行动力分析时,底边界采用粘性边界,侧边界采用自由场边界能很好的模拟真实情况。4、以汶川地震中出现溃坝险情的马尾河水坝为例,借助FLAC数值分析软件用动力时程法对土石坝进行动力稳定分析,并模拟了土坝发生的滑坡现象并剖析了纵向裂缝产生的机理。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章绪论  9-19
  1.1 引言  9
  1.2 土石坝的地震震害简述  9-11
  1.3 土石坝地震稳定性分析方法  11-16
    1.3.1 基于极限平衡理论的拟静力法  11-13
    1.3.2 Newmark 滑体位移法  13
    1.3.3 有限元强度折减法  13-15
    1.3.4 动力时程分析法  15-16
  1.4 本文的主要工作及安排  16-19
第二章汶川地震中水坝震害调查总结  19-33
  2.1 引言  19
  2.2 水坝震害调查与总结  19-26
    2.2.1 典型震害现象  19-24
    2.2.2 震害现象分析  24-26
  2.3 坝体滑坡现象总结与探究  26-31
  2.4 本章小结  31-33
第三章 FLAC 计算原理与本构关系  33-45
  3.1 FLAC 程序简介  33
  3.2 有限差分法  33-36
  3.3 Mohr-Coulomb 塑性模型  36-39
  3.4 动力分析  39-43
    3.4.1 动力分析方法及实现过程  39-40
    3.4.2 人工边界  40-41
    3.4.3 自由场边界  41-42
    3.4.4 频率与网格尺寸的关系  42-43
  3.5 本章小结  43-45
第四章马尾河水库大坝地震反应分析  45-63
  4.1 引言  45
  4.2 马尾河大坝简介  45-46
  4.3 马尾河水库大坝计算模型及参数  46-47
  4.4 计算分析  47-61
    4.4.1 静力分析  47-49
    4.4.2 动力分析  49-61
  4.5 本章小结  61-63
第五章结语  63-65
  5.1 全文工作总结  63-64
  5.2 下一步工作展望  64-65
参考文献  65-68
致谢  68-69
作者简介  69
攻读硕士期间主要参加的课题  69
攻读硕士期间发表的文章  69

汶川地震水坝震害调查分析及数值模拟

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