基于流固耦合分析下分区土石坝优化研究

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1、分类号：TV641学校代码：10712UDC：626研究生学号：2012050869密级：公开^灶衣林奇祆大学2015届攻读硕士学位研究生学位（毕业）论文基于流固耦合分析下分区土石坝优化研究学科专业水利水电工程研究方向水力学与水工建筑物研究生刘倬昀指导教师辛全才副教授完成时间2015年5月中国陕西杨凌研宄生学位（毕业）论文的独创性声明本人声明：所呈交的硕士学位（毕业）论文是我个人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研究结果；论文中的研究数据及结果的获得完全符合学校《关于规范西北农林科技大学研究生学术道德

2、的暂行规定》，如果违反此规定，一切后果与法律责任均由本人承担。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究结果，也不包含其他人和自己本人已获得西北农林科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文的致谢中作了明确的说明并表示了谢意。V)研究生签名：Mi;f•切时间：年/月>曰导师指导研宄生学位（毕业）论文的承诺本人承诺：我的硕士研究生__^11

3、^

4、1_所呈交的硕士学位（毕业）论文是在我指导下独立开展研究工作及

5、取得的研究结果，属于我现岗职务工作的结果，并严格按照学校《关于规范西北农林科技大学研究生学术道德的暂行规定》而获得的研究结果。如果违反学校《关于规范西北农林科技大学研究生学术道德的暂行规定》，我愿接受按学校有关规定的处罚处理并承担相应导师连带责任。时间：乂/T年6月2日关于研宄生学位（毕业）论文使用授权的说明本学位（毕业）论文的知识产权归属西北农林科技大学。本人同意西北农林科技大学保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版，允许论文被查阅和借阅；同意西北农林科技大学将本学位（毕业）论文的全部或部分

6、内容授权汇编录入《中国优秀硕士学位论文全文数据库》进行出版，并享受相关权益。本人保证，在毕业离开（或者工作调离）西北农林科技大学后，发表或者使用本学位（毕业）论文及其相关的工作成果时，将以西北农林科技大学为第一署名单位，否则，愿意按《中华人民共和国著作权法》等有关规定接受处理并承担法律责任。任何收存和保管本论文各种版本的其他单位和个人（包括研究生本人）未经本论文作者的导师同意，不得有对本论文进行复制、修改、发行、出租、改编等侵犯著作权的行为，否则，按违背《中华人民共和国著作权法》等有关规定处理并追究法律责

7、任。(保密的学位论文在保密期限内，不得以任何方式发表、借阅、复印、缩印或扫描复制手段保存、汇编论文）研究生签名：11矸U时间：p/r年（月；•日Classificationcode:TV641Universitycode:10712UDC:626Postgraduatenumbers:2012050869Confidentialitylevel:publicThesisforMastersDegreeNorthwestA&FUniversityin2015OPTIMIZATIONSTUDYFORDISTR

8、ICTINGDAMBASEDONFLUID-STRUCTURECOUPLINGANALYSISMajor:WaterConservancyandHydroelectricityEngineeringResearchfield:HydraulicsandHydraulicStructuresNameofPostgraduate:LiuZhuo-yunAdviser:ViceProf.XinQuan-caiDateofsubmission:May，2015YanglingShaanxiChina基于流固耦合分

9、析下分区土石坝优化研究摘要土石坝是坝工中重要的坝型之一。它具有就地取材、施工简单、工期短、造价低，节约大量水泥、钢材，在较差的地质条件中适应性强，安全性能好等优点，在国内外被广泛采用。目前，土石坝的设计大多采用传统的设计方法，其优化设计仍处在经验阶段，设计理论也在进一步成熟过程中。为探讨土石坝最优坝料分区方案及断面尺寸，根据正交试验设计原理，对土石坝坝体设置不同分区并制定材料配置方案，运用ANSYS对各方案进行流固耦合分析以及坝坡稳定分析，通过分析试验结果讨论坝料的配置规律，根据此规律得到最优分区方案，再

10、对该方案进行坝体断面尺寸优化设计，在满足坝体安全及结构设计要求的前提下，得到既能够充分发挥坝料作用又可以节省工程造价的最终优化方案，主要工作内容如下：（1）通过ANSYS建立土石坝二维有限元模型，并编译相应的APDL命令流对其进行二维渗流—应力场耦合分析，在耦合分析基础上通过强度折减法对二维土石坝模型进行坝坡稳定分析，从而获得土石坝模型的渗流量、逸出点位置以及边坡稳定系数等数据，为后续优化过程提供数据基础。（2）针对某土石坝工