源口拱坝加高加固应力稳定分析

论文摘要

本文以源口拱坝加高加固工程为研究对象,采用ANSYS数值计算软件对源口拱坝进行三维有限元结构应力与稳定分析,对比分析了一次性建成拱坝、前期已建成拱坝、加高续建拱坝及包括断层破碎带地基一次性建成拱坝等四种情形的坝体应力和位移计算结果,并在此基础上,提出了新的地基加固方案。此外,本文还采用拱梁分载法对拱坝的应力进行复核,并对坝基的抗滑稳定进行计算分析。最后,分别对左、右岸的隔水墙结构进行了抗滑稳定与地基应力计算。源口拱坝加高方面的研究结果表明:拱坝加高续建后,坝体应力满足强度要求,拱座基面满足抗滑稳定要求;与一次性建成拱坝的情形相比较,拱坝加高续建后,新老坝体结合面高程处的坝肩应力值相对比较大,位移值比较小;断层破碎带对拱坝应力和位移影响不大,但对坝肩稳定的影响较大。源口拱坝加固方面的研究结果表明:新的地基加固方案是可行的,加固效果良好;隔水墙的结构设计是可行的,满足强度和稳定要求;拱坝的温度应力,特别是施工期的温度应力,在坝体总应力中占有很大的比例,应给予足够重视。上述研究成果为源口拱坝加高加固工程的建设提供了科学依据,为同类工程的建设提供了有意义的参考与借鉴。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 拱坝建设发展现状
• 1.1.1 国外拱坝建设及发展
• 1.1.2 中国拱坝建设及发展
• 1.1.3 拱坝建设热点及成就
• 1.2 拱坝应力分析和稳定分析研究现状
• 1.2.1 拱坝应力分析方法
• 1.2.2 拱坝应力控制指标
• 1.2.3 坝肩岩体稳定分析
• 1.2.4 拱坝抗滑稳定控制指标
• 1.3 本论文研究意义及目的
• 1.3.1 研究意义
• 1.3.2 研究目的
• 1.4 本论文主要研究内容
• 第二章 有限元法基本原理
• 2.1 有限元法概述
• 2.2 弹性力学基本方程的矩阵形式
• 2.3 空间问题有限元法
• 2.3.1 结构离散
• 2.3.2 位移模式
• 2.3.3 等参变换
• 2.3.4 单元分析
• 2.4 有限元分析程序ANSYS
• 第三章 源口拱坝加高加固工程现状
• 3.1 工程原设计概况
• 3.2 工程现状和存在的问题
• 3.2.1 工程现状
• 3.2.2 存在的问题
• 3.2.3 坝址工程地质
• 3.3 工程加高加固
• 3.3.1 坝体加高
• 3.3.2 隔水墙
• 3.3.3 坝基、坝体防渗
• 3.3.4 坝肩处理
• 第四章 源口拱坝三维有限元分析
• 4.1 工程基本资料
• 4.1.1 工程等级及建筑物级别
• 4.1.2 技术规程规范
• 4.1.3 基本参数资料
• 4.1.4 坝肩物理力学指标
• 4.1.5 温度荷载
• 4.1.6 淤沙压力
• 4.2 有限元概化模型
• 4.3 材料力学参数
• 4.4 模型单元划分及边界约束
• 4.5 计算方案与计算工况
• 4.5.1 计算方案
• 4.5.2 计算工况
• 4.6 计算结果及分析
• 4.6.1 均质地基一次性建成拱坝计算方案
• 4.6.2 均质地基已建老拱坝计算方案
• 4.6.3 均质地基加高续建拱坝计算方案
• 4.6.4 实际地基一次性建成拱坝计算方案
• 4.6.5 不同建坝情形的计算结果比较
• 4.7 拱坝应力复核与抗滑稳定分析
• 4.7.1 拱坝应力复核
• 4.7.2 抗滑稳定分析
• 4.8 结论
• 第五章 隔水墙应力稳定分析
• 5.1 计算公式
• 5.2 右岸隔水墙抗滑稳定与地基应力计算
• 5.3 左岸隔水墙抗滑稳定与地基应力计算
• 第六章 结束语
• 6.1 本文工作总结
• 6.2 可进一步研究的问题
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文