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高面板堆石坝地震三维动力反应分析

作　者: 邓海峰
导　师: 孙大伟
学　校: 三峡大学
专　业: 防灾减灾工程及防护工程
关键词: 高面板堆石坝非线性有限元动力响应
分类号: TV31
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

采用三维非线性有限元方法分析了高面板堆石坝在地震灾害下的动力反应,揭示了高面板堆石坝在地震作用下的应力变形性状,分析了影响高面板堆石坝动力反应的主要因素,并结合具体实际工程提出了大坝抗震加固的一些工程措施。论文主要内容如下:1)采用先进的网格离散技术,通过GEODAM-CAD程序建立了高面板堆石坝的三维有限元网格。网格包含了坝体周围的山体、面板的垂直缝、周边缝,并且反应了坝体的施工填筑顺序。2)以董箐高面板堆石坝为工程实例,堆石料采用邓肯-张E-B模型,用三维有限元计算分析了该坝的静力应力变形性状。3)修改了面板与垫层间接触面子程序,更好的模拟了地震过程中面板与垫层料间的接触关系,基于堆石料的等效粘弹性模型,采用三维有限元分析了董箐高面板堆石坝在地震灾害下的动力反应。4)基于改进的沈珠江残余应变模型,编写了相应的子程序,计算了董箐高面板堆石坝的震后残余变形。5)对比分析了动水压力、不同的地震烈度对高面板堆石坝在地震灾害下动力响应的影响,并提出了一些抗震减灾的建议。6)考虑了防浪墙与堆石料之间的互相接触效应,分析了在地震过程中,防浪墙对坝顶地震反应的影响。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-17
  1.1 研究背景  8
  1.2 混凝土面板堆石坝动力响应研究现状  8-17
2 面板堆石坝三维静力有限元分析  17-39
  2.1 有限元基本原理  17-21
  2.2 静力本构模型  21-25
  2.3 静力非线性分析方法－中点刚度法  25-26
  2.4 静力有限元网格的建立  26-29
  2.5 静力计算参数  29
  2.6 静力计算结果  29-39
3 面板堆石坝三维动力分析基本理论与方法  39-53
  3.1 等效线性动粘弹性模型  39-42
  3.2 接触面动力本构模型  42
  3.3 混凝土动本构模型  42
  3.4 动水压力计算方法  42-45
  3.5 地震残余变形模型  45-48
  3.6 动力计算方法  48-50
  3.7 三维动力有限元计算流程  50-52
  3.8 三维动力有限元计算流程  52-53
4 动水压力对面板堆石坝动力反应的影响  53-88
  4.1 有限元模型建立  53-54
  4.2 坝体材料的动本构参数  54-56
  4.3 场地地震概况  56
  4.4 地震场地人工地震波  56-59
  4.5 动力计算结果(不考虑动水压力)  59-72
  4.6 动力计算结果(考虑动水压力)  72-85
  4.7 与其他实际工程的计算值或实测值对比  85-87
  4.8 考虑动水压力与否的计算结果对比  87-88
5 地震烈度对面板堆石坝动力反应的影响  88-96
  5.1 地震烈度对坝体加速度的影响  88-90
  5.2 地震烈度对坝体动位移的影响  90-92
  5.3 地震烈度对面板动应力的影响  92-93
  5.4 地震烈度对坝体残余变形的影响  93-96
6 考虑接触效应的防浪墙对坝顶地震反应的影响  96-102
  6.1 剖分防浪墙网格的必要性  96
  6.2 计算工况  96-97
  6.3 计算结果分析  97-102
7 总结与展望  102-106
  7.1 总结  102-104
  7.2 展望  104-106
参考文献  106-113
致谢  113-114
附录：攻读硕士学位期间发表文章和参加的科研项目  114

高面板堆石坝地震三维动力反应分析

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