碾壓混凝土壩鋼纖維混凝土抗震加固措施研究.pdf

1、進(jìn)入21世紀(jì)，西部大開(kāi)發(fā)和“西電東送”戰(zhàn)略的實(shí)施促進(jìn)了我國(guó)水電能源開(kāi)發(fā)和水利工程建設(shè)的空前發(fā)展。由于我國(guó)70％以上的水利資源分布在地震活動(dòng)頻繁劇烈的西南地區(qū)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在庫(kù)容超過(guò)1億m<'3>的大壩中，約有40％修建在地震烈度7度以上地區(qū)，有13％修建在8度以上地區(qū)。因此，大壩的抗震安全性是我國(guó)大壩設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的問(wèn)題之一。有效的工程措施對(duì)于改善大壩的安全性能，增強(qiáng)其抵御荷載的能力等方面可以發(fā)揮很好的作用。 本文以金安橋碾壓混凝土重

2、力壩為研究背景，從振動(dòng)臺(tái)動(dòng)力模型試驗(yàn)和非線性有限元分析兩方面，對(duì)碾壓混凝土重力壩鋼纖維混凝土的抗震加固問(wèn)題進(jìn)行了研究。具體地，論文主要研究了以下三方面內(nèi)容： 1、為了正確選擇反映各階段相似關(guān)系的鋼纖維混凝土模擬材料，深入研究了鋼纖維混凝土特性并進(jìn)行了構(gòu)件試驗(yàn)，分析比較了其抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度以及動(dòng)力特性。試驗(yàn)結(jié)果表明鋼纖維混凝土抗拉強(qiáng)度較同等級(jí)素混凝土高，動(dòng)荷載作用下鋼纖維能阻止和延緩裂縫的產(chǎn)生與發(fā)展、防止混凝土脆性斷裂。在模型試

3、驗(yàn)中采用了將玻璃纖維摻加到仿真混凝土中的模擬方法。 2、對(duì)金安橋碾壓混凝土大壩動(dòng)力模型試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析總結(jié)。研究了在壩頭部高拉應(yīng)力區(qū)敷設(shè)鋼纖維混凝土的試驗(yàn)?zāi)M方法及其對(duì)大壩抗震安全性的具體影響。四個(gè)典型壩段的斷面模型試驗(yàn)分別按有無(wú)抗震措施兩類情況進(jìn)行考慮。同時(shí)，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果分別從加速度放大倍數(shù)、起裂加速度、壩體局部應(yīng)力三方面進(jìn)行了分析，試驗(yàn)結(jié)果表明該抗震措施能提高壩體起裂加速度、延緩裂縫的發(fā)展、改善壩體抗震性能。 3、進(jìn)

4、行了基于ABAQUS的金安橋混凝土碾壓重力壩擋水壩段數(shù)值分析。通過(guò)建立二維剛性地基模型，以拉應(yīng)力損傷因子為內(nèi)變量，采用混凝土塑性損傷模型，分析了壩體在地震荷載作用下由拉應(yīng)力引起的損傷破壞，研究了局部采用鋼纖維混凝土這種抗震措施的具體效果。研究了三種鋼纖維體積率與三種鋼纖維混凝土使用區(qū)域方案不同組合下壩體裂縫的等效寬度和擴(kuò)展深度、位移響應(yīng)以及壩頭部起裂加速度的變化規(guī)律。結(jié)果表明鋼纖維混凝土抗震措施的施加，可以提高壩頭部起裂加速度、減小壩體