地震作用下重力壩-庫水系統(tǒng)流固耦合作用分析.pdf

1、我國的水能資源十分豐富，技術(shù)可開發(fā)裝機容量約5.42億kW，經(jīng)濟可開發(fā)裝機容量4.02億kW。我國水能資源最豐富的三省都分布在西南地區(qū)，我國地處兩大地震帶之間，西南地區(qū)恰好是高烈度地震頻發(fā)區(qū)域。我國日益增長的能源需求促使我們必須充分利用這些地區(qū)的水能資源，這就要求建設(shè)規(guī)模較大的水利工程，重力壩憑借其可靠地安全性和簡單的施工技術(shù)被我國廣泛采用，并且筑壩高度越來越高，因此這些工程的抗震安全性能研究也日益重要起來。
　　 本文首先介紹

2、了壩庫相互作用分析研究進展以及混凝土重力壩的抗震計算方法，從單自由度體系出發(fā)逐步了解壩體的動力有限元分析途徑，研究了結(jié)構(gòu)動力分析有限元基本理論，重點介紹了振型疊加反應(yīng)譜法以及逐步積分方法。之后介紹了計算流體力學(xué)基本方程組及相關(guān)概念，研究了建立壩庫系統(tǒng)模型的方法。
　　 接著將流固耦合模型與Westergaard的附加質(zhì)量模型對比，由于附加質(zhì)量模型本質(zhì)上并不能體現(xiàn)固一液相互作用，因此所得壩體蓄水后的自振頻率與流固耦合模型相比較小。

3、接著進一步分析流固耦合模型，討論了影響上游壩面動水壓力的主要因素，包括：庫水長度的敏感性問題，壩體剛度特性以及大壩上游面傾斜度對于動水壓力分布的影響。最后討論了水體特性對于壩體振動特性的影響，分析了不同水位情況下的壩體振動特性以及時程響應(yīng)特點，另外在考慮庫水可壓縮性后又對比了這些情況的差異。
　　 總體而言，流固耦合模型表明，大壩一庫水系統(tǒng)在水平地震波激勵下相互作用，水體對于壩體振動特性影響是比較明顯的，尤其是在高水位情況下，因