水电站进水塔抗震分析与抗滑稳定可靠度研究

作     者：程汉昆 

作者单位：大连理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：马震岳

授予年度：2012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：进水塔 抗震性能 动力时程 抗滑稳定性 模糊可靠度 

摘      要：据统计我国超过70%的水电资源集中于西部地区,然而西部地区又是地震的高发区,这样水电站的安全就受到各个方面的高度关注。尤其在汶川地震发生后,水电站的结构抗震设计更成为水电站设计人员所关注的重要课题。相比于水电站的地下结构,地面结构的抗震能力较弱,尤其是水电站进水塔这样的高耸结构在地震中受到的损害可能更为严重。因此,水电站进水塔的抗震性能及抗滑稳定性便成为设计和研究的重要内容。本文针对以上问题,利用有限元及可靠度的相关理论,通过ANSYS分析软件,对水电站进水塔的抗震性能及抗滑稳定可靠度进行了分析研究,主要包括以下几个方面内容： (1)建立三维有限元模型。半无限域地基和岩体边坡均按照无质量地基模型模拟,岩基四周和底部边界采用法向位移约束。利用反应谱法分析进水塔的地震动反应特性,结合静力反应计算结果评价了进水塔的抗震性能。 (2)将地震过程中水体对进水塔的作用以附加质量的形式考虑,分别对进水塔的静力的稳定性、静动组合情况下的稳定性以及动力时程分析法稳定性进行了计算。并对各种方法的计算结果进行了总结评价。对进水塔的结构设计进行修正,探讨进水塔结构的优化途径。 (3)考虑了岩石的粘聚力和内摩擦系数的模糊性,将有限元计算结果代入功能函数中,利用一次二阶矩法的验算点法对进水塔的抗滑稳定性进行了模糊可靠度计算,作为对进水塔稳定性计算的完善和补充。