大型水电站地下厂房的水力振动数值分析.pdf

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1、第37卷第8期2011年8月水力发电大型水电站地下厂房的水力振动数值分析张运良，韩涛，侯攀，赵晓峰，吴嵌嵌，马艳晶(1。大连理工大学建设工程学部水利工程学院，辽宁大连116024；2．中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，四川成都610072)摘要：在分析当前进行地下厂房水力振动分析构建有限元模型中所存在问题的基础上，以目前国内在建、装机容量最大的溪洛渡水电站地下厂房为例，基于模型试验资料选择典型工况，进行了流道脉动水压力作用下的动力反应时域分析。结果表明，该地下厂房主要部位的位移、速度、加速度和应力振动幅值满足允许限

2、值要求。关键词：地下厂房；水力振动；粘弹性边界；有限元分析；溪洛渡水电站NumericalAnalysisonHydraulicVibrationofLarge-scaleUndergroundHydropowerPowerhouseZhangYunliang，HanTao，HouPan，ZhaoXiaofeng。，WuQianqian，MaYanjing(1．SchoolofHydraulicEngineering，FacultyofInfrastructureEngineering，DalianUniversit

3、yofTechnology，Dalian116024，Liaoning，China；2．HydroChinaChengduEngineeringCorporation，Chengdu610072，Sichuan，China)Abstract：Basedontheproblemanalysisinestablishingfiniteelementmodelfordynamicanalysisofundergroundpowerhouseatpresent，thedynamicanalysismodelfortheund

4、ergroundpowerhouseofXiluoduHydropowerStationwhichisunderconstructionwithbiggestinstalledcapacityinChinaisdeveloped．Basedonmodeltestdata，thetypicaloperationmodesarechosentoperformdynamicanalysisintimedomainfortheundergroundpowerhouseexcitedbypressurefluctuation．

5、Theresultsshowthattheamplitudesofdynamicdisplacement，velocity，accelerationandstressmeetcorrespondinglimits．KeyWords：undergroundpowerhouse；hydraulicvibration；viscous—springboundary；FEA；XiluoduHydropowerStation中圈分类号：TV731．6：TV732文献标识码：A文章编号：0559～9342(2011)08—0035

6、—04无依据。对于动力分析，这样的做法显然在理论上]地下厂房动力分析模型欠妥。另外，这种处理没有考虑围岩介质的几何辐随着水电机组容量和水头的不断提高，机组和射阻尼对振动散射波的吸收作用，在截断边界处将厂房的水力振动问题日益得到重视。研究水力振源产生虚假反射，且限于计算规模，围岩范围不可能作用下的动力反应，对厂房振动加以预测和设计优取得足够大，将不可避免地造成计算结果失真。化．以防止和控制剧烈振动的发生，确保结构安全，若在截断围岩边界处除了施加集中弹簧以考虑具有重要意义围岩的弹性支承作用外，另再施加集中粘性阻尼器目前，

7、动力反应分析针对地面厂房的较多l】-4j，以模拟对散射波的吸收作用，则围岩和厂房的动力而对地下厂房则相对较少。地下厂房的动力分析比相互作用系统在内源如水力振源激励下的动力反应地面厂房更复杂。涉及到围岩一厂房的动力相互作用在相对较小的计算范围内就可近似正确求解。这种以及对远域的无限围岩介质的有效模拟。由粘性阻尼器和弹性弹簧等基本物理元件所构成的在当前水电站地下厂房动力分析中．在厂房一围收稿日期：2010—09—12岩交界面或在截取一定范围的围岩外边界处施加法基金项目：中围水利水电科学研究院开放基金项目(IWHRO向和切

8、向集中弹簧，以模拟围岩对厂房的动力作用。2009019)；国家自然科学青年基金项目(50809013)这种处理是仿照静力分析的做法，认为围岩仅提供作者简介：张运良(1973一)，男，安徽毫州人，副教授．主要静态弹性支撑l3l。另外，法向弹簧刚度系数系由静态从事水电站和核电站建筑物结构静动力分析及安全评价方面的科研弹性抗力系数转化而来，而切向弹簧