毕业论文-李家河碾压混凝土重力坝枢纽工程设计及ANSYS建模.pptx
毕业论文-李家河碾压混凝土重力坝枢纽工程设计及ANSYS建模本论文探讨了李家河重力坝枢纽工程的设计及其ANSYS建模过程。重力坝是水利工程领域的关键技术之一,其实现安全运行对于地区发展至关重要。本文旨在分析李家河碾压混凝土重力坝的设计要点和ANSYS仿真建模方法。作者：
研究背景和目的研究背景碾压混凝土重力坝是水利工程建设中常见的坝型之一,其在结构设计、施工工艺等方面都有独特的特点。本论文以李家河碾压混凝土重力坝枢纽工程为例,开展相关研究。研究目的通过对李家河碾压混凝土重力坝枢纽工程的设计与分析,探讨在复杂地质条件下如何优化坝型选择、坝体设计、基础处理等关键技术,为同类水利工程提供参考。
工程地质和水文条件该工程位于Li家河盆地,坝址处山体地形起伏较大,地质构造复杂。地层主要由花岗岩、片麻岩、变质砂岩等组成,属于第三纪岩石,具有较好的抗压强度。场地地震动峰值加速度为0.25g,抗震设防烈度为7度。场地水文较为丰富,河流流量大,且有季节性变化明显。地下水位较高,地下水流量充沛,水质较好,可作为生活和工业用水。
坝址选择和布置1地形分析深入了解当地地形特点，选择最合适的坝址位置。2地质条件仔细评估基岩稳定性和承载能力，确保坝基安全。3水文特点分析洪水位、来水量等数据，确保防洪需求。在充分掌握当地地形、地质和水文等条件的基础上，选择坝址位置时要兼顾工程建设的可行性、枢纽布置的合理性以及发电等功能的满足度。坝址的选择直接关系到整个工程的安全性、经济性和环境协调性。
枢纽工程建筑物布置枢纽工程的建筑物布置要根据具体的地形条件、水文条件和工程需求进行合理规划。通常包括坝体、厂房、管理房、仓库等配套设施。这些建筑物需要合理布局,充分利用场地,确保施工和运行的便利性。建筑物的造型、材料和色彩也需要进行整体考虑,体现工程的整体美感。同时还要注重与周围环境的和谐融合,减少对当地景观的影响。
坝型的选择与设计坝型选择根据李家河工程的地质条件和水文特性,选择采用碾压混凝土重力坝作为坝型。这种坝型具有结构简单、施工便捷、抗震性强等优点,能很好满足该工程的需求。坝型设计在坝型选定的基础上,根据荷载分析、稳定性计算等设计要求,对坝体断面尺寸、坝高、坝厚等关键参数进行优化设计,确保坝体结构安全可靠。设计优化在初步设计的基础上,利用有限元分析等手段,对坝体应力、变形、渗流等进行深入分析,并根据分析结果不断优化设计,确保工程安全稳定。
坝坝体的设计1坝体结构重力坝坝体结构坚固，能够承受水压和自重带来的荷载。2坝体型式常见的坝体型式包括直线型、拱形和折线型等。3截面尺寸根据荷载条件和地质特征确定坝体的最佳截面尺寸。4材料配比合理确定水泥、砂石和水的配比以提高强度和密实性。5施工工艺采用碾压混凝土施工工艺可提高施工效率和质量。坝体的设计需要合理确定坝体结构型式、截面尺寸以及材料配比,同时采用先进的碾压混凝土施工工艺,确保坝体具有足够的承载能力和稳定性。
坝坝基及基础处理地质勘探对坝址区域进行全面的地质勘探,了解基岩类型、断层和破碎带的分布等重要信息。基础处理根据地质条件采取相应的基础处理措施,如开挖清基、注浆加固等,以确保基础稳定。边坡处理对坝基两侧的边坡进行分析和加固,确保其稳定性,防止滑坡或崩塌。
坝坝侧库室和溢洪道的设计1库室设计根据坝型和枢纽布置确定坝侧库室的位置和尺寸。库室需满足蓄水调节、泄洪、启闭设备等功能要求。2溢洪道设计选择合理的溢洪道型式,满足泄洪能力、安全性、景观等指标。确定溢洪道的数量、布置和尺寸。3启闭设备设计针对库室和溢洪道设计各类启闭设备,如闸门、阀门等,保证枢纽工程可靠运行。
工程地质模型建立通过对坝址及其周边区域的地质调查和研究,建立了详细的工程地质概念模型。模型包括地层分布、岩性特征、构造特征、地质过程及其对工程的影响等内容。在此基础上,利用三维CAD软件,构建了精细的三维工程地质模型,为后续ANSYS建模及分析提供了基础数据。
ANSYS仿真计算模型几何模型搭建根据工程实际情况,使用ANSYS软件中的建模工具搭建坝体和基础的几何模型,确保模型尺寸和构造与实际工程相符。材料属性定义根据实验数据和文献资料,为坝体混凝土、基础岩石等材料定义合适的力学参数,如弹性模量、泊松比等。边界条件设置合理设置坝体和基础的边界条件,如坝顶和坝脚端的位移约束条件,以及水压力等荷载作用条件。
模型几何及边界条件的设置几何模型在ANSYS软件中建立三维几何模型,精准地描述坝体的形状、尺寸及坝基范围。材料属性为坝体及基础材料设置合适的物理力学参数,如密度、弹性模量、泊松比等。边界条件合理设置坝体底部及侧壁的约束条件,模拟实际工程中的固定支座和自由边界。载荷设置考虑坝体自重、水压、温度变化等荷载作用,并逐步施加以模拟实际工况。
坝体应力应变分析主要应力主要