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锦屏高拱坝整体稳定性研究

李宁  
【摘要】: 随着我国西部大开发的实施,在水利资源丰富的西南地区,我国将修建一大批高拱坝,高坝一般都有大型水库,一旦溃坝,后果比较严重。因此,有必要对高拱坝的整体稳定性进行研究。本文结合国家自然科学基金重点项目“复杂条件下高拱坝的失效破坏机理和安全评价(50539030-2-4)”,应用地质力学模型试验和有限元分析相结合的研究方法,对锦屏高拱坝的稳定性进行了分析。 本文首先介绍了地质力学模型试验和非线性有限元计算的基本理论,然后理论联系实际,结合锦屏高拱坝项目进行大拱坝整体稳定性研究。具体的步骤如下: 1)进行三维地质力学模型试验,根据锦屏高拱坝的地形﹑地质特征和对稳定起控制作用的断层建立三维地质力学模型,运用超载的方法进行破坏试验研究,并对试验结果进行了分析。 2)进行非线性有限元计算,充分利用了Ansys强大的网格划分能力和MARC强大的非线性计算能力,并编制相应程序将Ansys中得到的网格转化到MARC中,解决了这两个软件没有直接接口的问题。并利用python语言编制程序,实现了用程序施加边界约束,提高了工作效率。对于推导出来的弹塑性矩阵,利用MARC中提供的hypeler子程序验证其正确性,验证结果说明推导是正确的。最后对有限元计算结果进行了分析。 3)将地质力学模型试验结果与有限元计算结果进行对比分析,从而得到锦屏高拱坝的破坏过程﹑破坏形态及超载安全度K_p=7.0~8.0。


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