基于有限元法的闸室抗震安全评价.pdf

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1、水利水电技术第48卷2017年第3期基于有限元法的闸室抗震安全评价马利嘉1，蔡荨2，厉丹丹2(1．广东水利电力职业技术学院，广东广州510635；2．南京水利科学研究院，江苏南京210098)摘要：由于我国建设初期的水闸工程设计经验有限，未充分考虑到闸室抗震的实际需要，设计标准偏低，需要进行抗震安全复核。以某水闸为例，由于其初设时未考虑抗震因素，但水闸位于地震基本烈度Ⅷ度区，运用有限元软件ANSYS建立模拟水闸基础及上部结构的三维模型，采用模态分析反应谱法进行了地震动力计算分析。结果表明：地震荷载作用下闸室最大沉降为31．43mm，闸底板平均沉降26．

2、18mm，处于安全范围之内；地基土层最大沉降变形集中发生于闸室地板边缘向下、土层I、土层Ⅱ、土层Ⅲ上部，土层Ⅱ部分沉降变形30ITlm左右，在8级地震下有可能发生液化。闸室最大压应力为0．465MPa，最大拉应力为一76．76kPa，满足规范要求。闸室抗滑稳定性不满足要求，地震条件下闸室带阻滑板抗滑稳定安全系数为0．944，不带阻滑板抗滑稳定安全系数为0．708，均小于允许抗滑稳定安全系数1．05的要求，建议闸室拆除重建。关键词：水闸；有限元方法；抗震安全评价；抗滑稳定性；安全系数doi：10．13928／j．cnki．wrahe．2017．03．00

3、6中图分类号：TV312文献标识码：B文章编号：1000。0860(2017)03．0030．05Finiteelementmethod-basedseismicsafetyassessmentonsluicechamberMALijial，CAIQian2，LIDandan2(1．GuangdongPolytechnicofWaterResourcesandElectricEngineering，Guangzhou510635，Guangdong，China；2．NanjingHydraulicResearchInstitute，Nanjing210

4、098，Jiangsu，China)Abstract：BecauseofthelimitedexperiencefortheengineeringdesignofsluiceduringtheimtialconstructionperiodinChina，theactualseismicdemandfromsluicewasnotfullyconsideredatthattime，thusthedesignstandardisalittlebitlower，forwhichtheseismicsafetyisnecessarytobemade．Byta

5、kingasluiceasthestudycase，a3一Dmodelforsimulatingthefounda—tionandtheupperstructureofthesluiceiSestablishedthroughthefiniteelementsoftware．ANSYS．asthesluiceiS10catedataregionwiththeseismicbasicintensityofVIllwithoutanyconsiderationsontheseismicfactominitsinitialdesign，andthenasei

6、smicdynamicanalysisismade．foritwiththemodalanalysisandresponse—spectrummethod．Theresultshowsthatundertheeffectofseismicload，thema]【imumsettlementofthesluicechamberis31．43mmandtheaveragesettlementofthesluicebot—tomslabis26．18nlln，whichareinthemarginofsafety，whilethemaximumsettlem

7、entdeformationofthefoundationsoilcon—centratesdownwardattheedgeofthesluicebottomslab，soillayerI，soillayerII，theupperpartofsoillayerIIIandthesettle-mentdeformationofapartofsoillayerIIisabout30mm，whicharepossiblytobeliquefiedunderthe8-magnitudeearthquake．Thecompressivestressofthes

8、luicechamberis0．465MPaandthema)【imumtensilestre