高水頭薄拱壩泄水底孔有限元計算分析研究.pdf

1、隨著市場經(jīng)濟的發(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構的整體性。對于泄洪量較大的拱壩工程,在壩身中開設大孔口泄洪具有顯著的優(yōu)越性,但其壩身結構較薄、增設孔口上、下游大懸臂以及為滿足水力學要求進、出口孔口高寬比不同等復雜結構,使孔口受力情況更加復雜化,因此對泄水孔道的結構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行了驗證分析,計算結果表明,子模型法分析孔口應力不僅可以滿足計算精度,而且可以大大降低計算工作量,減少計算所花費的時間,節(jié)省計算機內(nèi)存。因此,子模型法是解決泄水孔口應力分析的有效途徑。為了獲得孔口更精確的計算結果,本文在子模型方法的基礎上,首先對總體模型進行局部加密,然后將局部孔口取出進行精細加密,再將由整體模型計算較精密的位移值施加到子模型的邊界上,這樣就會得到更精密的孔口應力。論文采用這種研究方法

3、,對某高水頭薄拱壩泄水底孔進行了有限元計算,分析了底孔有壓段的孔口應力及上、下游懸臂結構的應力狀態(tài),結果表明上游懸臂和壩體交接處底孔側壁順水流向(X向)拉應力較大,而傳統(tǒng)的平面有限元法計算拱壩泄水孔口的應力時,認為順水流向的應力比較小,為了研究產(chǎn)生這種計算結果的原因,本論文特進行了多方案的計算分析,由計算結果可知：懸臂對上游懸臂與壩體交接處底孔側壁順水流向應力影響較大,由于懸臂的存在,使得此處底孔側壁順水流向應力增大。 相對于傳