高拱坝坝身静力特性及泄洪振动研究-水利水电工程专业论文.docxVIP

摘要高水头大流量泄洪消能和高速水流诱发水工结构振动在工程中是十分常见 摘要 高水头大流量泄洪消能和高速水流诱发水工结构振动在工程中是十分常见 的，这些振动有时会影响工程安全运行，甚至会对工程造成严重破坏，一直受到 设计和管理人员的重视。高拱坝泄洪时诱发拱坝结构振动，属于库水、地基、坝 体和水流脉动荷载相互联系、相互作用的问题，其机制极为复杂。本文在前人的 研究成果和总结的理论基础上，从黄河拉西瓦拱坝工程实际需要出发，结合水弹 性模型试验和数值计算两种方法来研究高拱坝坝身静力特性及泄洪时诱发拱坝 结构振动问题。其具体研究内容如下： 1．通过数学模型计算确定拉西瓦拱坝水弹性模型的基础模拟范围，并依据 此范围使用加重橡胶修建比尺为1：100的拉西瓦拱坝水弹性模型； 2．采用目前最先进的模态测试手段，分别测试拱坝在空库和满库情况下的 模态参数，并同数学模型的计算结果相互比较，从而验证水弹性模型修建的合理 性： 3．进行拉西瓦拱坝水弹性模型静力试验，测得静水荷载下拱坝位移和拱坝 应力，并同数学模型的计算结果相互比较； 4．在水弹性模型试验当中，模拟了拉西瓦拱坝的地质情况——．F172断层， 并在断层处埋设仪器，测试在静水荷载作用下断层位移情况，并同数学模型的计 算结果相互比较； 5．进行拉西瓦拱坝水弹性模型过水试验，测试拱坝动位移响应，并根据模 态叠加法编制程序，计算拱坝动应力。 本文的研究成果将为黄河拉西瓦水电站的设计以及安全运行提供可靠的依 据，其中的一些方法对研究其他结构的流激振动问题也具有一定的参考价值。 关键词：高拱坝，水弹性模型，动位移响应，模态叠加法，动应力 AbstractThe Abstract The vibration of hydraulie s讥lcture caused by discharge flood and high—speed flow appears very often in hydraulic engineering．It may exert great influence on the safe operation ofthe project and even bring serious damage to the s1【ructI玎e．Therefore． it has been greatly emphasized by designers and managers．The vibration of arch dam caused by high arch dam discharge flood is actually the problem of interaction between reservoir’S water,foundation，arch dam and fluctuating pressure．Its action principle is quite complicated．In this paper,for the actual need of Laxiwa Arch Dam ofYellow River,the static characters ofthe arch dam and the problem ofthe vibration caused by discharge flood will be studied through the hydro—elastic model experimental method and numerical calculation method witll the research findings and theories proposed by previous scholars as its foundation．The main research work is as follows： 1．To defme the range of hydro-elastic mode of Laxiwa Arch Dam through the calculation of mathematical model and then construct the hydro—elastic mode with the scaleofl：100 usingthe heavy rubbermaterial． 2．To obtain the modal parameters of the arch dam respectively under the condition of with and without water through the present most advanced experimental method，th