论文部分内容阅读
浆砌石拱坝是具有鲜明中国特色的拱坝,是中小型水利工程中常用的一种坝体形式。本文介绍了拱坝应力计算的几种方法,几种较常用的方法有纯拱法、拱梁分载法及其简化形式拱冠梁法、有限单元法和壳体理论基础理论计算方法,并对其基础理论做了简要介绍,重点介绍了有限单元法的理论知识。本文运用有限单元分析软件ANSYS进行计算,它使许多复杂的工程分析问题变得易于求解,而且由于前、后处理技术的发展,计算效率非常高,实际应用越来越广泛。本文就工程实例峨峪拱坝实际的工程情况及初步设计的加高加固方案做了详细的介绍。采用国际公认的有限元计算分析软件ANSYS对多种工况下加固前后的坝体进行了应力和位移的数值模拟计算,计算中考虑了自重、水压力、温度等荷载的作用。本文的主要研究内容包括以下几个方面:(1)运用大型通用有限元分析软件ANSYS建立可精确描述几何特性的原拱坝可视化模型;(2)对所选工程实例进行应力有限元分析,得出原大坝的应力特征;(3)对所得结果进行分析,对拱坝的安全性得出初步结论;(4)确定加固方案后重新建立模型进行应力计算,校核其对坝体稳定的影响;(5)比较加固前后的计算结果,分析加固方案的可行性。计算结果表明,在不考虑地震荷载作用下,根据等效应力变换以后的强度标准判断,得出的主应力值均小于强度标准,所以加固前后坝体在静荷载作用下的应力满足强度要求;加固前坝体最大主拉应力为3.47MPa,出现在上游面距坝底三分之一坝高位置,加固后最大主拉应力为3.07MPa,较加固前减小了11.5%;计算结果还表明,同种荷载组合下,加固后拱向压应力比加固前都有所增加,而拉应力有所减小,虽然变化较小,但说明了加固后的坝体拱圈的拱向作用加强了,同时也说明了加固方案的可行性。