考虑动水压力和流固耦合的库水-坝体-地基系统建模与动力分析

发布时间：2024-02-04 19:15

　　结合动水压力模型和罚函数耦合算法,考虑地基和坝体结构的接触以及边界效应,构建动水压力和流固耦合作用下的库水-坝体-地基地震响应分析模型和方法。通过与试验结果及解析解和实测数据对比,验证了本文模型和方法能准确反映系统地震荷载和分析整体耦合系统的动力响应,引入罚函数处理流固耦合界面能提高计算收敛速度。进一步以某重力坝工程实际为背景,验证本文构建的模型和方法适用于库水-坝体-地基耦合系统动力分析的可行性,并分析了地震作用下地基变形对系统动力响应的影响。

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【部分图文】：

图1库水-坝-地基力学模型

Fs=d2Ζdt2+ξdΖdt+ω2Ζ(8)式中Z为穿透量,ξ为阻尼系数。

图2耦合方法

以文献[22,23]的库-水模型试验为原型,验证本文计算模型和方法的可行性。模型如图1所示,长L1=15m,H=180m的矩形坝体,右侧水体L2=900m,此时右侧边界可近似为无反射边界,网格共计164700个,网格尺寸大小为1m。与文献工况一致,地震水平加速度时程曲线采....

图3位移结果对比

以某混凝土重力坝结构为例,应用本文模型和方法分析其地震响应。坝高为100m,坝顶长度为909.26m。基岩以河湖沼泽相砂岩、泥岩以及含煤底层为主。本文主要研究结合动水压力模型与罚函数流固耦合算法分析库水-坝体-地基系统的动力响应,简化地基中的软弱夹层和陡倾破碎带,整体分析模型....

图4动水压力结果对比

图3位移结果对比为验证本文方法对于各类结构的普适性,同时为便于与理论解、试验和工程实测值对比,对计算结果进行无量纲化处理。

本文编号：3895711