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金安桥碾压砼重力坝动力模型试验中的几个关键问题

陈雯  
【摘要】:当今世界,原油价格持续高涨,作为可再生能源之一的水利发电,为解决我国可持续发展的能源瓶颈问题,正发挥越来越大的作用。在西部大开发国策的支持下,我国将在水利资源非常丰富,同时地震烈度较高的西南和西北强震区规划和修建一批水利水电工程,为东南和华南沿海地区提供电力,同时起到防洪、灌溉、引水、养殖等综合效益。大坝的抗震安全性能关系到下游广大地区工农业生产和人民生命财产的安全,具有重要的意义。金安桥水电站位于云南省丽江地区,采用的坝型是碾压混凝土重力坝,其最大的特点是坝址所在地区的地震烈度及地震加速度峰值之高在国内已建、在建及拟建的工程中,均属首位。 本论文结合金安桥碾压混凝土重力坝工程的抗震性能研究,对大坝按不分缝模型和分缝模型分别进行三维整体动力试验。试验中考虑了横缝、动水压力和地震激励方向的影响,得到了整个坝体的空间动力特性数据,为进一步分析提供了基础资料。本文主要工作有: 1、介绍了模型试验的材料、地震输入、传感器布置等制作和安装情况。对金安桥试验模型换算关系进行了探讨,分析了影响实验结果的几个主要因素,如阻尼、泊松比、高阶模态、基础范围等。根据数值计算结果,采用阻尼、泊松比、高阶模态等多个修正系数,综合运用相似理论和有限元数值分析的修正来实现模型试验结果与原型反应之间的换算。 2、简述了模型试验结果,推导了三维弹性有限元基本公式,利用大型有限元通用软件ANSYS建立整体大坝三维有限元模型。计算模型考虑了库水、横缝、激励方向三个方而的因素,从整体的角度分析大坝的地震响应,并与模型试验结果进行了比较,计算结果和试验数值一致性较好。 3、对金安桥混凝土碾压重力坝进行了地震响应分析,并讨论了库水、横缝和地震动输入方向对整体大坝的频率、振型、位移和应力分布的影响,取得了一些有参考价值的结论。


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