向元锋大岗山双曲拱坝抗震分析研究.docVIP

大岗山双曲拱坝抗震分析研究 向元锋1，张燎军1，吴晓铭2 （1. 河海大学水利水电工程学院，江苏 南京 210098； 2. 国电大渡河流域水电开发有限公司，四川 成都610015） 关键词：ADINA；大岗山；双曲拱坝；抗震分析 摘　要：研究了拱坝-库水系统在地震作用时的和在ADINA软件中的施加方法。建立了拱坝—库水—基础系统相互作用三维有限元模型，模拟了坝区地基不同的岩体材料及分区情况。采用反应谱法和时程分析法研究了拱坝在地震荷载作用下的动力响应，进行了对比分析，计算结果表明两种方法所得的动位移和动应力数值大小基本一致，符合一般规律。 Seismic Analysis for Double-Curvature Arch Dam of Dagangshan Xiang Yuanfeng1，Zhang Liaojun1，Wu Xiaoming2 ( 1. College of Water Conservancy and Hydropower Engineering, Hohai University, Nanjing Jiangsu, 210098； 2. DaDu Hydropower Development CO.LTD, Chengdu Sichuan,610015 ) Key Words : ADINA ; Dagangshan ; double-curvature arch dam ; seismic responseAbstract : This paper studied the analysis theory of arch dam - reservoir water system and the way to imposs water added mass in ADINA software，set up dam - reservoir water - foundation system interaction three-dimensional finite element model ,simulated the near dam foundation rock mass of different materials and rock situation. Finally, using response spectrum method and time-course analysis to study the arch dam’s dynamic response under earthquake load, and had done a comparative analysis , the results derived from dynamic displacement and dynamic stress values are basically the same between two methods, consistent with the general rule. 0 引言 大岗山水电站位于大渡河中游石棉县挖角乡境内，电站挡水建筑物采用混凝土双曲拱坝，坝体最大高度210.00m，顶拱拱冠处厚10m，拱冠梁底厚52m，厚高比0.248。坝顶中心线弦长525.69m，弦高比2.50。电站总装机容量2600MW（4×650MW），保证出力63.6MW，年发电量114.5亿kW.h。坝址区地震基本烈度为Ⅷ度，其设防标准按相应于100 年设计基准期超越概率为2%的基岩水平峰值加速度确定，其值为0.5575g，具有“三高一近”(高危险源、高烈度、高设防地震加速度和距发震构造近)等特点,因此十分有必要进行抗震分析计算。 抗震分析理论与方法 高拱坝在地震动作用下振动频率低，径向变位大，显得拱坝-库水相互作用时动水压力对拱坝的动力反应的影响十分显著。据最小势能原理推导出的坝体-库水-地基系统动力平衡方程为]： (1) 式中：、、分别为坝体-库水-地基系统的结点加速度、速度和位移矩阵、分别为坝体-库水-地基系统的阻尼矩阵和劲度矩阵, 为地基底部影响系数, 即为作用在拱坝的水体附加质量矩阵。 对动水压力的模拟，的韦斯特伽特附加质量广义公式： (2) 在(2)式里，为坝面上某点i的法线矢量，为该点在坝面上的有节点面积。公式能较好地适应任意形状的坝面和河谷形状，并且对地震加速度的方向也没有限制。( 在ADINA软件中，较常用的方法是加于模型节点(Node)由于计算附加质量需每个节点的有效面积，。本文借助了ANSYS软件在求解有效节点面积上的便利性，先将在ADINA中划分好网格的坝体单元导入ANSYS软件，ANSYS提取节点有效面积的相关命令流*do,i,1,mx