深厚覆盖层土石坝动力响应特性分析

摘要

地震作为一种严重的自然灾害,其危害性对于土石坝也是客观存在的,而且在一些地震频发区或烈度比较大的地区很可能还会造成更为严重的后果。本文通过有限元数值模拟计算和研究土石坝地震动力响应,研究了土石坝动力响应计算中各影响因素及其规律,主要工作如下:
　　1.对进行有限元分析时客观存在的影响进行了初步探讨。内容包括不同网格大小、不同边界条件处理方法的影响;通过各种工况下坝体加速度、相对位移两个地震动反应指标分析了合理的网格剖分原则。对于计算中应用简单边界条件,给出了一点自己的意见,得出当计算模型高度在100米以下时,在2—10米范围内网格尺寸的变化对计算结果的精度影响不大,超过10米时计算变化幅度增大。
　　2.对进行有限元分析时输入地震动的影响进行研究。内容包括输入地震动峰值加速度的影响、频率和持时的影响,结果表明地震动的参数也是一个影响土石坝动力响应的重要因素。在同一条地震波但不同振幅和频谱作用下,随着振幅的增大各控制点的位移也相应增加,但自坝顶至坝脚位移是逐渐减小的,随着频谱的增加坝体从坝顶至坝脚位移都是逐渐增加,位移变化趋势明显,但同一频谱作用下位移变化不大。
　　3.对筑坝材料参数的影响进行初步研究。内容包括研究土体的C、j、阻尼比、弹性模量等参数对土石坝动力响应的影响,结果表明某些参数的取值对动力反应的影响有一定规律。
　　4.对深厚覆盖层土石坝进行动力响应分析时一般遇到的参数设置进行了分析,研究不同参数变化对深厚覆盖层土石坝动力响应的影响。随覆盖层厚度的增加,坝体最大加速度减小,坝顶相对位移增加。

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1 绪论

1.1 选题的背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要研究内容

2 地震动的特性及作用

2.1 地震动特性

2.2 地震动作用

2.3 地震动输入方式

2.4 人工地震波的合成与优化研究

2.5 本章小结

3 深厚覆盖层土石坝动力响应分析本构模型研究

3.1 静力本构模型

3.2 动力本构模型

3.3 本章小结

4 动力分析的有限元法

4.1 动力平衡方程

4.2 自振特性

4.3 时程分析法

4.4 本章小结

5 不同参数对深厚覆盖层土石坝动力响应的影响

5.1 计算模型及工况

5.2 地震波的选取

5.3 网格精度的地震响应影响分析

5.4 边界条件设置影响

5.5 土石坝地震响应参数影响分析

5.6 土石坝边坡动力稳定影响参数分析

5.7 本章小结

6 覆盖层厚度对土石坝地震响应的影响分析

6.1 不同覆盖层作用下应力响应分析

6.2 不同覆盖层作用下位移响应分析

6.3 不同覆盖层作用下加速度响应分析

6.4 本章小结

7 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

后 记

附录：