基于ANSYS的阁山水库土石坝稳定性及渗流分析

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1、：分类号密级：：ＵＤＣ：编：号专业硕士学位论文（工程硕士）基于ＡＮＳＹＳ的阁山水库土石坝稳定性及渗流分析硕士研究生：马洪图指导教师：张洪雨教授企业导师：付宁教高工程领域：水利工程论文主审人：耿敬教授哈尔滨工程大学２０１８年６月分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）基于ANSYS的阁山水库土石坝稳定性及渗流分析硕士研究生：马洪图指导教师：张洪雨教授学位级别：工程硕士工程领域：水利工程所在单位：船舶工程学院论文提交日期：2018年5月论文答辩日期：2018年6月学位授予单位：哈尔滨

2、工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheProfessionalDegreeofMaster（MasterofEngineering）StabilityandSeepageAnalysisofEarth-RockfillDamsofGeShanReservoirBasedonANSYSCandidate:MaHongtuSupervisor:Prof.ZhangHongyuAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringEngineeringField:Hy

3、draulicEngineeringDateofSubmission:Apr.2018DateofOralExamination:Jun.2018University:HarbinEngineeringUniversity摘要阁山水库是目前在建的一个大型水利工程项目，位于绥化市绥棱县境内呼兰河支流诺敏河上。该水库作为诺敏河流域的一个大型控制性工程，对于呼兰河流域的治理及周边的经济发展至关重要。其中水库主体为一均质土石坝，作为该水库的核心建筑物，保证该土石坝的稳定性至关重要。目前，土石坝因其自身结构特点而在实际工程中被广泛应用，均质坝作为土石坝中最

4、普遍的一种类型也被大量应用于实践中，本文结合阁山水库土石坝的工程背景资料，基于ANSYS有限元平台，分析该土石坝在不同的工况下的稳定性以及渗流特性，通过对比数值模拟结果与实际结果，验证ANSYS软件在土石坝相关计算中的可行性。本文利用ANSYS软件对土石坝建立二维平面模型，主要的研究内容如下：1、对国内外有关土石坝有限元分析的研究现状进行归纳，论述了土体本构模型的相关理论，介绍了应用ANSYS软件进行土石坝应力应变计算和渗流计算的原理与方法。2、基于土体的邓肯-张模型，利用ANSYS软件的生死单元功能模拟土石坝分层逐级加载施工与一次性加载施工两种

5、施工过程，分析土石坝在施工期、竣工期与蓄水期的应力与位移情况。3、在D-P屈服准则下利用强度折减法计算出土石坝坝坡最小安全系数，并找到坝体的最危险滑动面，分析该土石坝的坝坡稳定性。4、利用固定网格修正渗透系数法计算出坝体的浸润线位置、渗流溢出点高程、渗流量以及水力坡降等相关参数，分析土石坝的渗流特性。结论表明，利用ANSYS软件进行土石坝稳定性及渗流分析的结果真实可靠，论文的研究方法与成果已被黑龙江省农垦勘测设计研究院采纳并应用于实际工程设计中。关键词：土石坝；ANSYS；应力应变；渗流分析AbstractGeshanReservoirisala

6、rge-scalewaterconservancyprojectcurrentlyunderconstructionandislocatedontheNominRiver,abranchoftheHulanRiverintheSuilingCountyofSuihua.Asalarge-scalecontrolprojectintheNominRiverBasin,thereservoirisofvitalimportanceforthegovernanceoftheHulanRiverBasinanditssurroundingeconomic

7、development.Themainbodyofthereservoirisahomogeneousearth-rockfilldam.Asacorebuildingofthereservoir.Itiscrucialtoensurethestabilityoftheearth-rockfilldam.Atpresent,earth-rockfilldamsarewidelyusedinpracticalprojectsbecauseoftheirstructuralcharacteristics.Asamostcommontypeofeart

8、h-rockfilldam,homogeneousearth-rockfilldamisalsowidelyusedinpractice