基于数字化拱坝安全性分析

使用设备：计算机附带20个CPU

方法：理论计算设计尺寸→Rhino 6 参数化建模→c40混凝土实验与有限元计算对比→Abaqus有限元数值模拟→分析有限元计算结果

耗费时间：一个月

基于数字化拱坝安全性分析

摘 要

       拱坝是一种典型的水工结构，目前我国水工结构建设处于快速发展阶段，不仅在国内有较多的建设项目，而且一带一路基建项目中也有不少建设项目。拱坝的设计与建设受到水文地质环境的影响，因此拱坝的尺寸、材料和选址等问题制约了拱坝的设计与建设，并且对其服役的安全性也有很大的影响。

       本文采用参数化方法设计了一座高220m，坝顶横跨470m，坝底稳固在200m的河床之上的双曲率拱坝几何模型，同时将泄洪口和“V”字形地形参数化，协助双曲拱坝的形态设计。参考理论数学解析方法，计算拱坝分析模型在竖向自重状态下和静水压力作用下坝体的典型位置应力值，同时采用有限元分析方法计算坝体上典型位置应力值与理论解析值进行对比，两者结果相差5.9%，证明了选取的理论分析方法与有限元数值分析的合理性，为拱坝在复杂荷载工况下的安全性分析奠定了基础。

       拱坝在多荷载工况下安全性分析主要有以下内容：分析水压力作用下的拱坝的应力分布，具体有：静水压力作用下的模型竖向切片、横向切片和整体模型的应力，依据应力判断其安全性；分析在正常蓄水位时水面产生波浪荷载对拱坝安全性影响；依据我国现行抗震设计规范，分析多遇地震和罕遇地震水平方向设计反应谱作用下的动力响应对其安全性影响；最后进行多遇地震和罕遇地震的动力时程分析响应，评估拱坝的安全性。采用流固耦合计算方法，分析拱坝在泄洪状态下的安全性。

关键词：参数化设计；双曲率拱坝；水压力；地震作用；泄洪分析

 

 

   

   

     

     

       

       

         

         

         

         

 

 

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