淤积泥砂对垂直地运动作用时刚性坝面动压力的影响研究

作者应用时域显式有限元模型分析了可压缩库水条件下淤积泥砂对垂直地运动作用时刚性坝面上动压力的影响。文中首先通过与解析解的比较,验证了计算模式的正确性。随后的分析中研究了作为液固两相介质处理的淤砂层的饱和度、厚度、渗透系数和孔隙率对坝面动压力的影响,以及作为液固两相介质、单相固体、单相重流体介质处理的淤砂层模型间的计算结果差异。计算结果表明:饱和淤砂层使得库水自振频率增加,而非饱和淤砂层使得库水自振频率明显减小。

一般库底条件下刚性坝面的动水压力

本文从弹性应力波的角度出发,推导了部分库底吸收条件下,各种刚性坝面动水压力的频率特征方程、配点方程及求解刚性铅直坝面动水压力的近似公式;并反演出各种情况下统一的库底边界条件及各种具体表达式。通过数值算例,讨论了一般库底条件下各种刚性坝面动水压力的一些重要特点。

考虑库水特性的重力坝动水压力求解

为了对重力坝坝面动水压力进行便捷求解,在比例边界有限元方法的框架下可仅对上游坝面进行离散,推导出在不同方向地震动激励下刚性坝面动水压力的求解方程以及边界条件,详细分析了竖向地震动激励对坝面动水压力的影响.数值算例结果表明,所提计算方法能得到精度较高的数值解且可大幅降低计算量,此外,库水特性(包括库水的可压缩性和库底的吸收作用)对坝面动水压力的影响较大,同时还发现了动水压力沿库水上游方向的衰减规律.