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复合坝接合部位基于数值计算的优化设计

专 业: 港口、海岸及近海工程
关键词: 复合坝 接合部位 有限差分法 FLAC3D 接触滑移开裂 优化设计
分类号: TV31
形 态: 共 70 页 约 45,850 个字 约 2.193 M内容
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内容摘要


本文选择插入式混合坝,选用基于有限差分原理的三维计算软件FLAC3D分析接合部位的应力变形规律,其中本构模型分别选用各向同性弹性模型和摩尔-库仑模型,采用AutoCAD→FLAC3D转换技术建立坝基三维地形模型,用薄层接触面单元来模拟混凝土刺墙与粘土心墙两种材料交界面的力学特性。

主要工作和结论如下:

1.通过介绍国内外复合坝实例,总结了复合坝的型式和主要特点,并结合国内外研究和发展现状,归纳出复合坝设计和运行中存在的主要问题。

2.介绍了有限差分法的基本概念和理论;简单的介绍了本文中使用的基于有限差分方法的三维计算软件FLAC3D的概念和特点及三种本构模型的控制方程。

3.对湖南洪江托口水电站复合坝接合部位进行了结构分析,分析结果表明:在竣工期、正常蓄水位和校核洪水位三种计算工况下,各坝段的最大应力和变形均在设计和材料强度许用的范围内,坝体整体是安全稳定的;在接合部位的交界面上没有出现接触开裂的现象,在校核洪水位工况出现了沿接触面最大为12.5mm的滑动位移,但是在可以接受的范围内。

4.通过对托口水电站复合坝的多方案数值模拟,对接合部位的插入深度进行优化设计。

对比原设计的95..……

全文目录


摘要
第一章 绪论
1.1 复合坝的概念
1.2 国内外研究现状
1.3 本文研究内容与研究方案
1.3.1 本文研究内容
1.3.2 本文研究方案和技术路线
第二章 有限差分法的基本理论及控制方程
2.1 有限差分法概述
2.2 三维快速拉格朗日分析的数学模型
2.2.1 空间导数的有限差分近似
2.2.2 节点运动方程
2.2.3 增量形式的本构方程
2.2.4 有限差分法的基本显式计算循环
2.3 FLAC~3D简介
2.4 本构模型及控制方程
2.5 本章小结
第三章 复合型坝的三维建模及可行性试算
3.1 基于AutoCAD→FLAC~3D转换技术建立三维坝基模型
3.1.1 Gocad 软件介绍
3.1.2 Surfer 软件介绍
3.1.3 AutoCAD→FLAC~3D转换技术原理
3.2 AutoCAD→FLAC~3D转换技术建立三维坝基模型实例
3.3 复合型坝体三维模型数值计算
3.3.1 复合坝三维计算模型
3.3.2 设置接触面单元
3.3.3 计算参数
3.3.4 计算结果分析
3.4 模型可行性验证
3.5 本章小结
第四章 托口水电站复合型坝接合部位结构分析
4.1 工程概况
4.2 数值模型计算条件
4.2.1 计算模型
4.2.2 计算工况与材料参数
4.3 复合型坝接合部位结构分析
4.3.1 复合坝接合部位应力场分析
4.3.2 复合坝接合部位位移场分析
4.3.3 计算结果总结
4.4 本章小结
第五章 复合型坝接合部位的优化设计
5.1 方案设计
5.2 数值计算结果比较分析
5.2.1 应力场比较分析
5.2.2 位移场比较分析
5.3 最优设计方案选定
5.4 本章小结
总结与展望
参考文献

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中图分类: > TV31 > 工业技术 > 水利工程 > 水工结构 > 结构理论和计算

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