大坝抗震分析的数值模拟方法及安全性评价研究

摘要

随着西部大开发战略的实施，我国加大了对西部水能资源的开发力度。目前，有一批300m级的高坝正在建设或者筹备建设中，高混凝土坝的抗震安全性已成为近年来水电建设的关键技术问题。考虑到大坝在强震作用下动力反应的特殊性，以及大坝抗震安全性评价在实际工程中的重要意义，本文作了如下的研究工作： 首先，本文在模拟坝体．地基的动力相互作用时引入粘一弹性动力人工边界，并对不同的边界采用不同的波场分离技术，得到集中粘-弹性人工边界的底部边界和侧边界各个节点位置的等效地震荷载。通过有限元软件ANSYS的APDL命令流，比较方便地实现地震动从人工边界以等效荷载形式输入。 其次，通过算例验证了本文所采用的地震动输入方法的精度和合理性，并通过对粘-弹性人工边界系数α<,N>、α<,T>以及波源至人工边界的距离R不同取值的探讨，验证了粘-弹性人工边界具有很好的鲁棒性。 最后，基于蒙特卡罗随机抽样法，在考虑筑坝材料参数的不确定性因素的影响下，对大坝抗震的安全性进行可靠性分析研究，得出了一些有价值的成果，以期为实际工程设计更合理、更科学，提供有益的参考。

目录

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第一章绪论

1.1我国高混凝土坝的建设概况及其抗震安全性分析的重要性

1.2高混凝土坝抗震安全评价研究现状和发展趋势

1.3结构-地基动力相互作用分析研究概述

1.4波动的数值模拟方法概述

1.5本文的主要研究内容

第二章ANSYS在动力分析及可靠性分析中的应用

2.1 ANSYS软件简介

2.2 ANSYS在结构动力学分析中的应用

2.3 ANSYS的可靠性分析

2.4 APDL语言介绍

2.5本章小结

第三章粘-弹性边界理论及其波动输入方法研究

3.1粘-弹性人工边界理论

3.2地震动输入机制

3.3地震动输入方法的精度验证

3.4粘-弹性动力人工边界鲁棒性的验证

3.5粘-弹性人工边界在重力坝动力分析中的应用

3.6本章小结

第四章可靠性分析在大坝抗震安全性评价研究的应用探讨

4.1引言

4.2结构可靠性分析方法简介

4.3基于蒙特卡罗法的可靠性分析在大坝抗震安全研究中的探讨

4.4可靠性分析计算结果分析

4.5本章小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢