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《大连理工大学》 2004年
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考虑坝—基动力相互作用的有横缝拱坝地震响应分析

胡志强  
【摘要】:本文的目的是提出一种能够综合考虑坝-基动力相互作用的有横缝高拱坝动 力响应分析方法。针对这一目的,对摩擦接触问题的求解方法、结构-无限地基 动力相互作用时域分析方法以及时域数值积分方法进行了较为深入的研究,通过 数值试验的比较,最终选择了在精度、效率、收敛性、稳定性都能较好满足工程 要求的分析方法。具体内容主要包括以下三方面: 1、 首先,为了模拟有横缝拱坝在静、动力荷载作用下的接触非线性响应,针 对非光滑方程组方法在三维摩擦接触问题中的应用作了较为深入地研究。对于摩 擦接触问题,可以采用“试验-误差”型迭代法和数学规划法来求解,后者具有 严格的数学基础,且可以进行收敛性分析。非光滑方程组方法是在非光滑分析理 论和算法迅速发展的基础上所提出的一种精确、高效、收敛性好的方法,其中, 摩擦接触条件被写成非光滑方程组的形式。本文首先介绍了两种形式的非光滑方 程组方法(陈万吉、陈国庆提出的非光滑方程组方法、Christensen等提出的B- 可微方程组方法),并对其中一种形式-B可微方程组形式提出了不需计算柔度阵 的新的求解方法。然后将非光滑方程组方法推广应用到动力接触和弹塑性静力接 触问题中。在动接触问题的求解中,通过考虑碰撞时的动量和动能守恒条件,使 计算结果更为合理,其中采用的数值积分方法是隐式的Newmark方法。通过数值 算例验证了算法的有效性。 2、 其次,本文采用了在地基外侧施加以多次透射公式(廖振鹏)所表示的人 工边界条件,来实现波动能量向无穷远处的逸散,从而可在拱坝动力分析中考虑 坝-基动力相互作用的影响。人工边界条件的引入会导致数值积分的不稳定,通过 对一些数值积分的数值试验,发现Hughes提出的预报-校正显式积分算法也可以 与多次透射公式结合,并能够在一定条件下保证数值积分的稳定性和正确性。基 于动摩擦接触问题和坝-基动力相互作用的时域分析所采用的不同的数值积分算 法,本文采用Hughes提出隐-显式积分算法将这两种算法耦合在一起,作为拱坝 的动力响应的分析方法,从而实现了在拱坝地震响应分析中能够综合考虑横缝和 坝-基动力相互作用的影响。 3、 最后利用所提出的拱坝动力分析方法对溪洛渡、小湾拱坝进行了地震响应 分析,并讨论了横缝布置间距、横缝布置位置对坝体应力分布、应力大小和横缝 张开度的影响。本文的计算结果可为高拱坝抗震安全性评价提供参考。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TV312

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【引证文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前5条
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【参考文献】
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【共引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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10 王佳琦;考虑土体强度各向异性的基坑土压力和抗隆起稳定性研究[D];浙江大学;2011年
【同被引文献】
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【二级引证文献】
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2 张丽芬;廖武林;曾夏生;王秋良;;水库诱发地震对混凝土坝的影响及抗震设防[J];长江科学院院报;2010年05期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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6 牛志国;李同春;石现春;高勇;;人工地震波的最小二乘校正[A];首届全国水工抗震防灾学术会议论文集[C];2006年
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10 周耀;王元丰;韩冰;;混凝土含水率对梁动力性能影响研究[A];第19届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 何伟;地下结构地震响应及其与地表建筑的影响研究[D];大连理工大学;2011年
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8 杜荣强;混凝土静动弹塑性损伤模型及在大坝分析中的应用[D];大连理工大学;2006年
9 贺向丽;高混凝土坝抗震分析中远域能量逸散时域模拟方法研究[D];河海大学;2006年
10 赵兰浩;考虑坝体—库水—地基相互作用的有横缝拱坝地震响应分析[D];河海大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王焯;基于模糊理论的尾矿坝安全现状综合评价[D];山东科技大学;2010年
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3 王松;大型沉箱码头的非线性动力反应分析[D];长沙理工大学;2010年
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5 杨敏基;预应力粉煤灰钢筋混凝土构件的数值模拟[D];沈阳工业大学;2011年
6 贾庆稳;高地应力下山岭隧道的地震破坏分析[D];大连理工大学;2011年
7 郭放;水电站地下厂房洞室群地震反应数值仿真[D];大连理工大学;2011年
8 杨迅;高混凝土拱坝动力模型试验研究[D];大连理工大学;2011年
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10 崔琼;悬吊式TMD对近海风机的振动控制研究[D];大连理工大学;2011年
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6 林皋,关飞;结构-地基相互作用对重力坝地震反应的影响[J];地震工程与工程振动;1991年04期
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8 记者 苏民;铁路技术创新成果丰硕[N];经济日报;2010年
9 张韶军;西部科技成果支撑离岸深水港防波堤建设[N];中国交通报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 胡志强;考虑坝—基动力相互作用的有横缝拱坝地震响应分析[D];大连理工大学;2004年
2 王春玲;土与基础结构静、动力相互作用的弹性半空间理论[D];西安建筑科技大学;2006年
3 李建波;结构-地基动力相互作用的时域数值分析方法研究[D];大连理工大学;2005年
4 张军;重型车辆与刚性路面结构的动力相互作用理论分析和试验研究[D];湖南大学;2005年
5 王满生;考虑土-结构相互作用体系的参数识别和地震反应分析[D];中国地震局地球物理研究所;2005年
6 王建平;贮仓—贮料—桩—地基空间相互作用系统的动力特性及随机地震响应研究[D];西安建筑科技大学;2006年
7 刘立平;水平地震作用下桩—土—上部结构弹塑性动力相互作用分析[D];重庆大学;2004年
8 冯仰德;单侧接触埋置结构与波的动力相互作用[D];北方交通大学;2001年
9 李延涛;考虑土—结构动力相互作用的基础隔震与结构控制理论研究[D];天津大学;2004年
10 吴大志;横观各向同性饱和地基与圆形基础的扭转动力相互作用研究[D];浙江大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张冬茵;LS-DYNA在土—结构动力相互作用中的应用[D];中国地震局工程力学研究所;2004年
2 李辉;不同桩型—高层建筑结构体系动力相互作用的对比研究[D];合肥工业大学;2010年
3 李军;饱和土与Timoshenko梁动力相互作用问题的研究[D];西安建筑科技大学;2010年
4 樊珂;土—结构动力相互作用对设有被动控制装置框架结构的影响[D];南京理工大学;2004年
5 王泽明;土—结构动力相互作用对结构控制的影响[D];天津大学;2004年
6 杨随新;基于边界元和有限元相结合的地基-框架结构动力相互作用分析[D];湖南大学;2004年
7 于勇;周边约束土体对地下室抗震影响的研究[D];武汉理工大学;2007年
8 王平;桩—土—承台体系动力相互作用的数值模拟[D];河北工业大学;2006年
9 夏京;支盘桩—土—框架结构体系动力相互作用的振动台试验研究[D];合肥工业大学;2010年
10 夏云根;考虑桩—土—上部结构动力相互作用的斜拉桥抗震分析[D];华南理工大学;2011年
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