下天吉砂砾石面板坝动力试验及抗震稳定性分析

论文摘要

面板堆石坝是土石坝的主要坝型之一，它具有适应性强，就地取材，便于机械化施工，工期短，造价较低等优点，在水利枢纽设计中被广泛应用，而且已经积累了丰富的实践经验和成套的科研试验成果，在水利枢纽的坝型选择中具有很强的竞争力。就堆石坝而言，根据筑坝方式和筑坝材料的不同，也有多种坝型。工程设计中，坝型的设计显得尤为重要，特别对于在强震区建造面板砂砾石堆石坝，面板、坝料的应力和变形是坝体最敏感的部位，设计方案是否安全、科学和合理，对大坝防渗和稳定起到至观重要的作用。本文研究分析了国内外在强震区建造面板砂砾石堆石坝形式及工程实际应用效果，为下天吉水库工程强震区建造面板砂砾石堆石坝设计的方案选择提供了参考；在吸收和归纳了国内外面板堆石坝的设计研究成果的基础上，对面板砂砾石堆石坝方案进行了坝料的静、动力三轴试验，分别按竣工期(空库)和蓄水运行期(满库)的不同工作情况，对坝体进行了8度地震情况下的应力应变、永久变形和动力稳定性等三维有限元非线性计算分析和研究。通过计算分析和研究，比较全面的了解了面板堆石坝体，尤其是砂砾石堆石体的应力和变形分布规律，为坝体结构设计、坝体抗震稳定性的确定提供了重要依据。研究结论和建议对类似工程的设计和施工具有重要参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出及研究的目的和意义
• 1.2 国内外发展研究概述
• 1.3 本文研究的主要内容和目的
• 2 下天吉水利枢纽工程
• 2.1 工程概况
• 2.2 坝址地质概况
• 2.3 坝体主要结构
• 3 坝料的静、动力特性试验
• 3.1 试验仪器及试验方法
• 3.2 试验土料
• 3.3 静力三轴试验
• 3.4 动强度特性试验
• 3.5 动力变形特性试验
• 3.6 动力体积变形特性与残余变形特性试验
• 3.7 试验结果与分析
• 4 面板坝三维非线性动力反应分析
• 4.1 三维非线性有效应力有限元动力反应分析原理与方法
• 4.2 材料本构关系，邓肯—张模型
• 4.3 材料非线性问题有限元解法
• 5 计算模型及计算方法
• 5.1 有限元分析模型
• 5.2 地震永久变形计算方法
• 5.3 抗震稳定性分析
• 5.4 单元网格剖分及输入地震波
• 5.5 计算工况
• 6 计算结果与分析
• 6.1 蓄水运行期顺河向地震作用下的动力反应
• 6.2 蓄水运行期顺河向和竖向地震共同作用下的动力反应
• 6.3 竣工期顺河向地震作用下的动力反应
• 6.4 竣工期顺河向和竖向地震共同作用下的动力反应
• 6.5 小结
• 7 结论及建议
• 致谢
• 参考文献