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前言
学位论文独创性声明及学位论文使用授权说明
第1章绪论
1.1拱坝建设的历史与现状
1.2拱坝的结构特点与接缝构造
1.3拱坝抗震安全性研究综述
1.3.1研究的必要性
1.3.2有横缝高拱坝动力分析研究进展
1.4接触问题研究综述
1.4.1发展历史简介
1.4.2数值模拟方法
1.5坝体-库水动力相互作用分析综述
1.6坝体-地基动力相互作用数值模拟研究综述
1.6.1地震荷载的输入机制
1.6.2无限地基的数值模拟方法
1.7本文的主要研究内容
第2章有初始间隙摩擦接触问题的有限元混合法
2.1引言
2.2接触问题的力学模型
2.2.1基本假定
2.2.2接触模型的定义
2.2.3接触状态的界定
2.2.4接触界面条件
2.3接触问题求解的一般过程
2.4静力接触问题的有限元混合法
2.4.1有限元格式
2.4.2迭代求解步骤
2.4.3数值算例
2.5动力接触问题的有限元混合法
2.5.1有限元格式
2.5.2迭代求解步骤
2.5.3数值算例
2.6多条接触缝面接触问题的处理方法
2.7小结
第3章坝体-库水动力相互作用分析
3.1引言
3.2水体附加质量的有限元简化模型
3.2.1韦斯特伽特附加质量公式
3.2.2广义韦斯特伽特附加质量公式
3.3坝体-库水动力相互作用系统的耦合方程
3.3.1流体运动方程的建立
3.3.2流体域的有限元离散格式
3.3.3坝-库流固耦合系统有限元方程
3.4流固耦合方程的求解方法
3.4.1积分格式和求解方案的选择
3.4.2求解方法(一)——基于改进Wilson-θ法的流固耦合迭代算法
3.4.3求解方法(二)——基于广义Newmark-β法的交错迭代法
3.4.4求解方法(三)——基于广义Newmark-β法的整体求解法
3.4.5数值算例
3.5溪洛渡拱坝坝-库流固耦合系统的动力响应计算分析
3.5.1基本数据及计算模型
3.5.2各种求解方案计算效率的比较
3.5.3坝面动水压力的影响因素讨论
3.5.4水体可压缩性对坝体地震反应的影响
3.6小结
第4章无限地基中波动数值模拟的动力人工边界
4.1引言
4.2人工边界条件简介
4.2.1全局人工边界条件
4.2.2局部人工边界条件
4.3粘弹性人工边界条件
4.3.1粘弹性人工边界条件的建立
4.3.2波动输入方法
4.4多次透射人工边界条件
4.4.1多次透射公式的导出
4.4.2多次透射公式的有限元数值实现
4.4.3稳定措施的实现方法
4.5两种边界条件的程序验证及在拱坝动力分析中的应用和比较
4.5.1程序验证
4.5.2在拱坝动力分析中的应用和比较
4.6小结
第5章乌东德拱坝非线性地震反应分析
5.1引言
5.2有横缝高拱坝非线性地震反应分析方法
5.2.1静动组合计算处理方法
5.2.2有缝拱坝坝前水体有限元模型处理方法
5.2.3考虑坝体-库水-地基相互作用的有横缝拱坝地震反应分析方法
5.3工程概况与计算条件
5.3.1工程概况
5.3.2基本计算参数
5.3.3有限元模型和计算工况
5.4静力计算成果分析
5.4.1静力反应成果
5.4.2横缝初始间隙对坝体静态反应的影响
5.4.3横缝抗拉强度对坝体静态反应的影响
5.4.4小结
5.5动力计算成果分析
5.5.1应力和位移成果
5.5.2横缝最大张开度
5.5.3不同接触问题计算方法的计算效率比较
5.6坝体非线性地震反应的影响因素分析
5.6.1横缝非线性的影响
5.6.2库水动水压力的影响
5.6.3地基辐射阻尼的影响
5.7小结
第6章总结与展望
6.1总结
6.2主要创新点小结
6.3展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间论文完成情况