向家坝泄洪诱发场地振动振源分析的研究

《向家坝泄洪诱发场地振动振源分析的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复

2、制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要我国是世界水电第一大国，目前自主设计及在建的高坝中，其坝高及泄洪流量均已达到世界领先水平。由于高速水流的复杂性，以及高速水流与结构相互作用的复杂性，高坝泄流诱发的泄水建筑物及周边场地振动的现象时有发生。高坝泄流振动问题一直是近年来水利水电工程界关心的热点问题。在进行高坝泄流振动响应计算时，主要困难在于激励源的多样性和复杂性，因而

3、首先需对振源进行分析，了解作用于坝体的动水荷载特性。本文针对向家坝模型试验问题、流激振动响应问题及振源识别问题，通过水力学模型试验、水弹性模型试验、理论分析及有限元数值计算对这些问题进行研究，建立了相关的计算方法，得出一些有意义的结论。主要研究内容如下：（一）泄洪诱发振动的水流脉动荷载特征研究。根据向家坝实际工程结构建立水力学模型，对作用于坝体的水流脉动荷载特征进行研究，重点分析不同泄洪工况下水流脉压的幅值、均方根值、时程变化特征；应用功率谱估计方法，对脉动荷载的信号进行谱分析，研究水流脉动荷载的主频分布规律。（

4、二）泄洪诱发场地振动的水弹性模型试验研究。根据实际工程结构及地基情况建立水弹性模型，对试验场地进行隔振处理。测得不同运行工况下结构地基振动的加速度响应值，分析不同开孔方式对地基不同位置振动的影响情况，初步识别不同激励源对振动的影响大小。（三）泄流诱发坝区地基振动振源分析。基于泄流振动的正分析方法，依据有限元原理和计算方法，建立有限元数值模型。将实测水流脉动荷载换算成原型水流脉动荷载，并加载到数值模型上，对不同振源加载下结构的振动响应进行了计算分析，得到泄洪诱发坝区地基振动的振源分析结果。（四）泄流诱发附近城区场地

5、振动振源分析。建立向家坝泄水建筑物、地基及周边场地土原型有限元模型。将原型水流脉动荷载加载到有限元模型上，计算并分析不同泄流工况下距离向家坝较近的水富县城两处典型测点的振动响应预测值。分析中孔开度不同、表孔开度不同及表中孔联合泄流对主振源的影响规律，识别主振源，据此提出有效的调度措施和工程措施。关键词：高坝泄流；振源分析；水流脉动荷载；水弹性模型；有限元模型ABSTRACTThedischarge,waterheadheightandpowerofChina'smajorwaterconservancyandhy

6、dropowerprojectareintheworld’sadvancedlevel.Becauseofthecomplexityofhigh-speedflow-structureinteraction,theflow-inducedvibrationofstructureinhighdamzonesometimesoccurred.Recentyears,damdischargevibrationhasbeenahotissueinwaterconservancyandhydropowerengineeri

7、ngconcern.Whencalculatingthevibrationresponseofhighdam,themaindifficultyliesinthediversityandcomplexityoftheexcitationsource,soitisneccessarytoanalyzethevibrationsourcetoknowthecharacteristicsofthehydrodynamicloads.Inthispaper,Xiangjiabamodeltestproblemsandfl

8、ow-inducedvibrationresponsevibrationsourceidentificationproblemareanalyzedbyhydraulicmodeltests,watertestselasticmodel,theoreticalanalysisandfiniteelementnumericalcalculation,theseissuesh