基于非线性有限元法的锦屏一级高拱坝整体稳定分析的开题报告.docx

基于非线性有限元法的锦屏一级高拱坝整体稳定分析的开题报告

一、选题背景及研究意义

高拱坝作为一种高效节能的水利水电工程结构，已经广泛应用于国内外的水利水电工程中。然而，由于拱坝结构本身具有非线性、非均匀性和复杂性等特点，对其进行合理的力学分析和结构设计是一项十分复杂的任务。其中，整体稳定性是高拱坝结构工作安全的关键问题之一，因为它与拱坝的压力分配、变形分布、翻滚等问题密切相关。因此，研究高拱坝的整体稳定性问题具有重要的理论与应用意义。

非线性有限元法是目前国际上研究高拱坝稳定性问题的一种主流方法，它通过对高拱坝结构的离散化和力学计算，可以预测高拱坝结构的受力、变形和稳定性等性能，为高拱坝结构的设计和施工提供重要的理论依据。然而，在实际应用中，不同的非线性有限元模型会对高拱坝结构稳定性分析产生不同的影响，因此，对不同非线性有限元模型的优缺点进行比较和分析，是进一步完善高拱坝结构分析理论和提高其工程应用水平的必要步骤。

二、研究内容及解决问题的思路

本文的研究内容主要是基于非线性有限元法对锦屏一级高拱坝的整体稳定性进行数值模拟分析，比较不同非线性有限元模型对高拱坝结构稳定性计算结果的影响，并结合实际工程中的案例，探讨高拱坝的结构稳定性分析方法和应用。

具体来说，本文的研究思路分为以下几个步骤：

（1）对锦屏一级高拱坝的结构特点、工程参数进行系统性分析和描述，确定高拱坝的非线性有限元模型；

（2）基于ANSYS等软件平台，建立高拱坝的三维有限元模型，并采用几何非线性、材料非线性和接触非线性等效应，对高拱坝的整体稳定性进行数值模拟计算；

（3）比较不同非线性有限元模型对高拱坝结构稳定性计算结果的影响，分析其优缺点和适用范围；

（4）结合实际工程中的案例，探讨高拱坝的结构稳定性分析方法和应用，并提出完善高拱坝结构设计和施工的建议和措施。

三、拟用方法和技术路线

本文的研究采用基于非线性有限元法的数值模拟方法，结合ANSYS等软件平台，对锦屏一级高拱坝的整体稳定性进行数值模拟计算。具体技术路线如下：

（1）锦屏一级高拱坝的结构建模与分析：建立高拱坝的三维有限元模型，并采用几何非线性、材料非线性和接触非线性等效应，进行高拱坝结构的离散化和力学计算，得到其受力、变形和稳定性等性能参数。

（2）不同非线性有限元模型的比较分析：通过对高拱坝不同非线性有限元模型的计算结果进行比较和分析，了解不同模型对高拱坝结构稳定性计算结果的影响，找出各自优缺点和适用范围，并探讨如何选择合适的非线性有限元模型进行高拱坝的整体稳定性分析。

（3）案例分析与应用探讨：结合实际工程中的案例，对高拱坝的结构稳定性分析方法和应用进行分析和探讨，并提出完善高拱坝结构设计和施工的建议和措施。

四、预期研究成果及创新点

本论文预期达到以下研究成果和创新点：

（1）对锦屏一级高拱坝的结构特点、工程参数进行系统性分析和描述，明确高拱坝的主要稳定性问题和需求；

（2）采用基于非线性有限元法的数值模拟方法，进行高拱坝的整体稳定性分析，得到其受力、变形和稳定性等性能参数；

（3）比较不同非线性有限元模型对高拱坝结构稳定性计算结果的影响，找出各自的优缺点和适用范围；

（4）结合实际工程中的案例，探讨高拱坝的结构稳定性分析方法和应用，提出完善高拱坝结构设计和施工的建议和措施。

本文的研究成果将为高拱坝结构设计和施工提供重要的理论和实践参考，从而提高高拱坝的工作安全和经济效益，具有一定的理论和应用价值。