拱坝—库水—地基系统地震反应的分析的研究论文

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1、摘要论文题目：拱坝一库水一地基系统地震反应分析研究学科专业：水工结构工程研究生：党国强签名：指导教师：李守义教授签名：摘要我国水能资源十分丰富，理论蕴藏量约为6．67亿Kw，根据最新调查结果，可开发容量可达5．29亿KW，均居世界首位，开发程度不足20％。我国水能资源的80％集中于西部，特别是西南地区。但是该区坝址都由强烈区域性地质构造形成，西部水电开发难以避让高地震区。地震作用和高拱坝结构地震反应都十分复杂。迄今，国内外在强地震区修建高拱坝的工程实践经验很少，更无经受过强震考验的事例。而其一旦遭受震害失事，次生灾害后

2、果将十分严重。高坝大库抗震安全必须谨慎对待，面对缺乏先例的新的问题和挑战，亟需建立大坝抗震的创新理念。本文通过研究结构动力分析理论、流固耦合的分析理论以及局部人工边界方法，建立拱坝一库水一地基相互作用的有限元模型。在结构一地基相互作用的问题上，通过研究波动理论，提出了粘弹性人工边界，借助APDL语言编制了三维粘弹性人工边界在ANSYS中的计算程序，计算表明，用粘弹性人工边界模拟无限域地基，不但可行而且精度较高，符合实际情况；本文还用APDL语言编制了动水压力求解模块，最终实现了拱坝一库水一地基的耦合求解；最后还用APD

3、L语言编制了地震波的自动输入和时程分析模块。通过用ANSYS建立的有限元模型，分别对拱坝进行了模态分析和静、动力分析。由计算的结果可知，满库要比空库时频率小，且振型符合规律；通过对比静动力计算结果，发现某些部位动力计算结果明显比静力大，而且静力计算时的压应力区在动力计算时会出现拉应力。通过对结果的分析可以看出，建立的拱坝一库水一地基相互作用的模型，是对拱坝进行动力分析的一种可行的、有效的方法关键词：流固耦合；拱坝；APDL语言；粘弹性人工边界；静、动力分析Title：ANALYSISINVESTlGATIONONTHE

4、SEISMICRESPONSEOFTHESYSTEMARCHDAM．RESERVOIRⅥ『：ATER．FOUNDATIONMajor．HydraulicStructureEngineeringName；GuoqiangDANGSupervisor-Prof．ShouyiLIAbstracts．gnat⋯咯％signatu陀：澉!络蜘哆Signature：吐丝碰＆Chinaisrichinhydropowerresources，thetheoreticalpotentialofabout667millionKW，acco

5、rdingtothelatestsurveyresultsmaybedevelopingacapacityof529millionKW，rankedfirstintheworld，lessthan20percentofthedevelopmentlevel．China’Shydropowerresourcesofthe80percentofthewestemregion，especiallythesouthwest．Butdamareabyastrongregionalgeologicalstructure，thewe

6、sternhydropowerdevelopmentdifficultavoidanceofhighseismiczone．Earthquakeandtheseismicresponseofhigharchdamstructureisverycomplicated．Sofar，bothathomeandabroadtobuildstrongearthquakeinthehigharchdamlittleexperienceintheengineeringpractice，withoutstrongearthquakew

7、iththetestcase．Oncesuffereddamagewhiletheaccident，thesecondaryconsequenceswillbeveryseriousdisaster．Theseismicsafetyofthehighdammustbetreatedwithcaution，inthefaceofthelackofprecedentinthenewproblemsandchallenges，itisurgenttoestablishseismicdaminnovativeideas．TIl

8、ispaperbasedonasystemstudyOildynamicanalysistheoryofstructures，thefluid—solidcouplingtheoreticalanalysis，andlocalartificialboundarytheorymadethefiniteelementmodelofda