三门峡大坝变形监测的有限元分析及预测

摘要

随着我国水利设施的大量兴建，大坝安全监测已经成为一个重要的课题，关乎着亿万人民的生命财产安全和我国经济的发展。对大坝的监测主要是对其变形点的位移观测以及对大坝变形的物理解释。一方面要建立合适的变形监测网，通过周期性的多期观测，正确的表示大坝各个点的变形数据；另一方面要针对变形数据，正确的分析影响大坝变形的物理因素，并确定每个物理因素影响大坝变形的程度。 本文首先介绍了大坝变形监测的重要意义以及当前国内外大坝监测技术的发展情况，在此基础上总结了大坝变形监测分析的几种数学模型，详细论述了各种数学模型的建模方式并阐述其优缺点；然后介绍了三门峡大坝的变形监测网的建立和监测精度，并结合对三门峡大坝多年的变形监测资料，选取确定性模型对影响大坝的物理因素从水压、温度、时效三个方面进行有限元分析。在此过程中，充分考虑了山体压力、静水压力等因素的影响。利用有限元软件ANSYS对大坝进行了应力应变分析，直观的表现了三门峡大坝现在的运行状态。最后针对大坝变形点，利用灰色模型对三门峡大坝的变形进行了预测。 经过本文的研究表明，三门峡大坝变形点GPS1、GPS2、GPS3、GPS4位移较小，中轴线方向变形受温度影响明显，大坝整体运行平稳。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1大坝变形监测的重要性

1.2大坝安全监测发展沿革

1.2.1国外大坝安全监测发展概况

1.2.2我国大坝安全监测发展状况

1.3本文的主要研究内容

第二章大坝监测的几种数学模型

2.1大坝监测确定性模型

2.1.1基本概念

2.1.2模型构造

2.1.3各影响分量结构形式

2.1.4模型建立

2.1.5模型检验和校正

2.2大坝监测统计模型

2.2.1逐步回归分析模型

2.2.2时间序列分析模型

2.2.3灰色系列分析模型

2.2.4模糊数学分析模型

2.3大坝监测混合模型

2.4 BP模型

2.4.1 BP网络模型

2.4.2误差估计

2.4.3存在的缺陷

2.4.4改进

2.5反分析

2.5.1混凝土坝参数的反演

2.5.2土石坝参数的反演

第三章三门峡大坝监测网的布设及资料分析

3.1三门峡大坝概况

3.2三门峡大坝变形监测方案

3.2.1水平位移监测技术方案

3.2.2垂直位移监测

3.3三门峡变形监测资料的分析

第四章有限元法的基本原理及对三门峡大坝的分析

4.1有限元法的基本概念

4.2有限元法的基本原理

4.3基于有限元法对三门峡大坝变形的分析

4.3.1建模过程

4.3.2水压分量

4.3.3温度分量

4.3.4时效分量

4.3.5研究结果

第五章利用灰色理论GM(1，1)模型对三门峡大坝变形的预测

5.1灰色系统的基本概念

5.2灰色GM(1，1)模型的建立

5.3三门峡大坝变形的灰色理论分析

5.4变形预测结果

结论

参考文献

附录

攻读学位期间取得的研究成果

致谢