带水平上室型调压井结构三维有限元静动力稳定分析

作     者：张姜尚 

作者单位：新疆农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：侍克斌

授予年度：2013年

学科分类：081504[工学-水利水电工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 081503[工学-水工结构工程] 

主      题：调压井 衬砌 围岩 ABAQUS 有限元法 位移 最大主应力 地震 

摘      要：调压井结构的安全稳定关系到整个水电站及引水系统的正常运行，因此确保调压井的安全是十分必要的。针对调压井结构的静动力稳定分析这一工程课题，在凝炼相关研究的基础上，通过大型通用软件ABAQUS进行了三维有限元静动力分析。主要研究内容包括以下几个方面：（1）通过有限元软件ABAQUS建立调压井结构的三维模型。其主要内容包括模拟各材料分区——岩体和混凝土结构，离散单元，确立材料属性，定义边界条件和荷载等。（2）对结构进行地应力平衡，并验证平衡效果，结果表明地应力平衡效果良好。（3）对布仑口-公格尔水电站调压井结构最高涌水位工况下进行静力分析，研究其变形及力学特性，评价其稳定性，并对支护措施的改善提出具体的建议。（4）基于附加质量单元，确定地震荷载作用下的动水压力，通过建立用户单元及运用Fortran语言编写相应的命令，实现动水压力的加载。（5）选取地震波，并根据相关规范及结构的设计指标，调整选定的地震波。（6）选取Rayleigh阻尼作为结构的阻尼，通过结构自振特性分析提取自振频率，计算选定阻尼的相关参数。（7）基于布仑口-公格尔水电站调压井最高涌水位工况下的静力分析，进行结构在地震荷载作用下的动力响应分析，研究其位移及应力随时程的变化规律，评价结构的安全性。