高水頭薄拱壩泄水底孔有限元計(jì)算分析研究.pdf

1、隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,能源需求的日益增加,我國正在建成一批巨型水電站,并向“高壩大庫”趨勢發(fā)展,單機(jī)容量大,泄水孔壩段多為大孔口高壩,水頭高、流量大,壩身開孔后削弱了該部位結(jié)構(gòu)的整體性。對于泄洪量較大的拱壩工程,在壩身中開設(shè)大孔口泄洪具有顯著的優(yōu)越性,但其壩身結(jié)構(gòu)較薄、增設(shè)孔口上、下游大懸臂以及為滿足水力學(xué)要求進(jìn)、出口孔口高寬比不同等復(fù)雜結(jié)構(gòu),使孔口受力情況更加復(fù)雜化,因此對泄水孔道的結(jié)構(gòu)安全問題的討論已經(jīng)提高到了新的日程。 論文

2、首先對采用的研究方法有限元子模型法進(jìn)行了驗(yàn)證分析,計(jì)算結(jié)果表明,子模型法分析孔口應(yīng)力不僅可以滿足計(jì)算精度,而且可以大大降低計(jì)算工作量,減少計(jì)算所花費(fèi)的時(shí)間,節(jié)省計(jì)算機(jī)內(nèi)存。因此,子模型法是解決泄水孔口應(yīng)力分析的有效途徑。為了獲得孔口更精確的計(jì)算結(jié)果,本文在子模型方法的基礎(chǔ)上,首先對總體模型進(jìn)行局部加密,然后將局部孔口取出進(jìn)行精細(xì)加密,再將由整體模型計(jì)算較精密的位移值施加到子模型的邊界上,這樣就會(huì)得到更精密的孔口應(yīng)力。論文采用這種研究方法

3、,對某高水頭薄拱壩泄水底孔進(jìn)行了有限元計(jì)算,分析了底孔有壓段的孔口應(yīng)力及上、下游懸臂結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài),結(jié)果表明上游懸臂和壩體交接處底孔側(cè)壁順?biāo)飨?X向)拉應(yīng)力較大,而傳統(tǒng)的平面有限元法計(jì)算拱壩泄水孔口的應(yīng)力時(shí),認(rèn)為順?biāo)飨虻膽?yīng)力比較小,為了研究產(chǎn)生這種計(jì)算結(jié)果的原因,本論文特進(jìn)行了多方案的計(jì)算分析,由計(jì)算結(jié)果可知：懸臂對上游懸臂與壩體交接處底孔側(cè)壁順?biāo)飨驊?yīng)力影響較大,由于懸臂的存在,使得此處底孔側(cè)壁順?biāo)飨驊?yīng)力增大。 相對于傳