宝泉抽水蓄能电站下水库浆砌石重力坝有限元分析

摘要

本文依托河南宝泉抽水蓄能电站下水库浆砌石重力坝的改造工程，基于软件平台3D-σ和ANSYS，对实际工程的加高改造进行仿真模拟，对加高后的坝体工程进行三维有限元静力及动力分析。 宝泉抽水蓄能电站枢纽工程等别为一等工程，工程规模为大(一)型，下水库利用已建的宝泉水库进行改建而成，主要建筑物为浆砌石重力坝，最大坝高107.5m，为国内最高的浆砌石重力坝。大坝经历了三次加高，新老坝体砌体的弹性模量存在较大的变异性等问题，可能对加高后的大坝坝体受力状况产生不利影响。对于这样一座经过加高加固改建而成的并且设防烈度为8°的大型浆砌石重力坝，有很多技术问题需要解决，因此进行三维有限元静力及动力分析是非常必要的。 根据设计资料对浆砌石重力坝基本荷载组合、特殊荷载组合、孔洞应力、材料变异敏感性分析等项目共计8种工况进行了三维有限元静力分析。对新、老坝体整体结构进行的三维有限元静力分析较好地模拟了坝体的力学特性，对坝体的强度、稳定等关键问题给出了科学的评价；采用平面二维有限元对3层廊道(166m高程、196m高程和226m高程)周边的应力分布规律进行了深入研究，得出了合理结果；为了深入研究新-老坝体结合面以及防渗面板与坝体结合面的安全性，较好地模拟了结合面的受力特征，三维有限元模型在结合部设置了较薄的接触单元，对接触面的强度问题进行了敏感性分析，为设计提供了参考依据，对坝体的整体性能进行了科学评价。

目录

文摘

英文文摘

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1引言

2工程概况

3计算条件及计算工况

4岩土工程中的非线性有限单元法基础

5三维有限元结构模型

6新坝体三维有限元静力分析

6.1 工况1结构分析结果

6.2工况2结构分析结果

6.3 工况3结构分析结果

6.4 工况4结构分析结果

6.5 工况5结构分析结果

6.6新坝体各工况静力分析结果综合评价

7整体抗滑稳定分析

8新坝体坝踵、坝址应力分析

9孔洞局部应力及接触面应力敏感性分析

10坝体动力分析

11结论及建议、进一步的工作

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢