混凝土重力坝三维整体静动力分析

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1、学校代码10459学号或申请号201212222544密级公开硕士学位论文混凝土重力坝三维整体静动力分析作者姓名：陈利军导师姓名：李宗坤教授赵凤遥博士学科门类：工学专业名称：水工结构工程培养院系：水利与环境学院完成时间：2015年5月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterStaticandDynamicAnalysisofConcreteGravityDamwith3Dfull-damModelByLijunChenSupervisor:Prof.ZongkunLiDr.FengyaoZhaoHydrau

2、licStructuralEngineeringSchoolofWaterConservancyandEnvironmentEngineeringMay，2015原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：日期：年月日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同

3、意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：日期：年月日摘要摘要作为一种古老而现代的坝型，混凝土重力坝因其施工技术简单、施工速度快、对各种地质条件适应性强、安全可靠等优点，在中国乃至世界的坝工建设中，都占有重要的一席之地，并且随着混凝土技术的不断发展而得到越来越广泛的应用。作为大

4、体积混凝土结构体，混凝土重力坝一般分段分块分层施工，而相应地就要设置横缝和纵缝，同时，设置横缝可以使重力坝适应复杂地基地质条件引起的不均匀变形。横缝作为伸缩缝或者沉陷缝时，缝面不设键槽，不进行灌浆，仅在上游坝面附近设置止水，而在某些特殊条件下，可以对其横缝进行灌浆处理，以增强混凝土重力坝的整体防渗性及抗震性。本文以某混凝土重力坝工程为实例，建立考虑横缝灌浆的重力坝三维整体模型，并对其进行静动力分析，以研究大坝整体抗震特性，进而深入的研究和探讨横缝灌浆对于坝体抗震特性的影响，为相近工程的设计及结构分析提供参考。本文主要做了以下几个方面的工作：（1）介绍了有限单元法静动力分析的基本理

5、论及计算方法及运用ANSYS有限元软件进行动力分析的步骤，为论文的计算分析提供了理论依据。（2）建立了某混凝土重力坝三维整体模型，按正常蓄水位、设计水位和校核水位三种工况对其进行了整体静力分析，得到了坝体在三种工况下的应力应变。计算结果表明，三种工况下的应力应变符合一般规律，校核水位工况下的应力应变值为三种工况中最大的，是控制工况，坝体横缝灌浆对于增强坝体的整体性，限制坝轴向的位移有较为显著的作用。（3）针对整体灌浆模型，在计入和不计入库水情况下，分析其自振周期、自振频率和各阶振型，在此基础上采用振型分解反应谱方法进行动力响应分析，并将动力计算结果与单坝段模型进行对比分析。结果表

6、明：考虑库水作用时，坝体的质量增大，坝体的自振频率较空库时有所降低；横缝灌浆使坝体的自振频率有所减小；横缝灌浆可以明显降低各个方向的动应力，同时减小各向位移值。本文基于工程实例，着重研究了横缝灌浆对于混凝土重力坝整体抗震特性的影响，本文所得到的分析成果也在一定程度上可以为相似的工程提供应用参考价值。关键词：混凝土重力坝；整体分析；横缝灌浆；三维动力有限元法IAbstractAbstractConcretegravitydamisanimportanttypewhichhasalonghistory.Ithasagreatmanymeritssuchassimpleconstruc

7、tion,quickspeedofconstruction,excellentadaptabilitytoallkindofgeologicalconditions,saferandmorereliable.Soconcretegravitydamiswidelyusedintheworld’sdamconstruction.Asamassiveconcretestructuretheblocksegmentationmethodisoftenusedinitsconstruct