碾壓混凝土壩鋼纖維混凝土抗震加固措施研究.pdf

1、進入21世紀，西部大開發(fā)和“西電東送”戰(zhàn)略的實施促進了我國水電能源開發(fā)和水利工程建設的空前發(fā)展。由于我國70％以上的水利資源分布在地震活動頻繁劇烈的西南地區(qū)。據統(tǒng)計，在庫容超過1億m<'3>的大壩中，約有40％修建在地震烈度7度以上地區(qū)，有13％修建在8度以上地區(qū)。因此，大壩的抗震安全性是我國大壩設計中最關鍵的問題之一。有效的工程措施對于改善大壩的安全性能，增強其抵御荷載的能力等方面可以發(fā)揮很好的作用。 本文以金安橋碾壓混凝土重

2、力壩為研究背景，從振動臺動力模型試驗和非線性有限元分析兩方面，對碾壓混凝土重力壩鋼纖維混凝土的抗震加固問題進行了研究。具體地，論文主要研究了以下三方面內容： 1、為了正確選擇反映各階段相似關系的鋼纖維混凝土模擬材料，深入研究了鋼纖維混凝土特性并進行了構件試驗，分析比較了其抗壓強度、抗拉強度以及動力特性。試驗結果表明鋼纖維混凝土抗拉強度較同等級素混凝土高，動荷載作用下鋼纖維能阻止和延緩裂縫的產生與發(fā)展、防止混凝土脆性斷裂。在模型試

3、驗中采用了將玻璃纖維摻加到仿真混凝土中的模擬方法。 2、對金安橋碾壓混凝土大壩動力模型試驗結果進行了分析總結。研究了在壩頭部高拉應力區(qū)敷設鋼纖維混凝土的試驗模擬方法及其對大壩抗震安全性的具體影響。四個典型壩段的斷面模型試驗分別按有無抗震措施兩類情況進行考慮。同時，對試驗結果分別從加速度放大倍數、起裂加速度、壩體局部應力三方面進行了分析，試驗結果表明該抗震措施能提高壩體起裂加速度、延緩裂縫的發(fā)展、改善壩體抗震性能。 3、進

4、行了基于ABAQUS的金安橋混凝土碾壓重力壩擋水壩段數值分析。通過建立二維剛性地基模型，以拉應力損傷因子為內變量，采用混凝土塑性損傷模型，分析了壩體在地震荷載作用下由拉應力引起的損傷破壞，研究了局部采用鋼纖維混凝土這種抗震措施的具體效果。研究了三種鋼纖維體積率與三種鋼纖維混凝土使用區(qū)域方案不同組合下壩體裂縫的等效寬度和擴展深度、位移響應以及壩頭部起裂加速度的變化規(guī)律。結果表明鋼纖維混凝土抗震措施的施加，可以提高壩頭部起裂加速度、減小壩體