论文部分内容阅读
水闸地基有土基和岩基之分,一般而言土基上的水闸结构分析研究较多,而岩基上水闸结构分析还有待加强研究。传统上水闸结构计算,是把各部件单独分开计算,该方法虽然简单,但没有考虑结构间相互作用,有时偏离实际情况。空间结构的水闸受力情况比较复杂,更为合理的方法是将岩基和闸室结构作为一个整体,充分考虑两者间的相互作用。本文以江苏省某岩基上水闸作为研究对象,利用ABAQUS有限元软件对闸室结构进行分析计算。全文主要内容有：1、介绍了水闸结构计算的传统方法,重点阐述了岩基上水闸底板结构计算的文克尔地基梁法。同时阐述了岩基上水闸结构计算的有限元法以及ABAQUS软件在水闸结构分析中的运用。2、通过分析岩基深度、岩基弹性模量与底板弹性模量的比值、底板厚度和闸墩厚度变化对水闸底板内力的影响,可得出以下结论：(1)文克尔假定(即基床系数法)用于岩基上水闸底板内力分析是可行的；(2)岩基弹性模量与底板弹性模量的比值E/Ec越大,底板跨中弯矩值越小,底板中间处地基反力越大,但当两者弹性模量数值相近时底板跨中弯矩值及地基反力的变化幅度较小；(3)底板厚度越大,地基反力也随之增加,底板跨中弯矩在减小,而闸墩处底板弯矩在增加；(4)闸墩厚度越大,底板跨中弯矩越小,地基反力越大。其中比值E/Ec和底板厚度的变化对岩基上水闸底板内力的影响较大。3、分别建立了分离式和整体式两种闸室结构有限元模型,计算结果经对比分析可知：整体式水闸结构的沉降和不均匀沉降相对较小,但与分离式底板沉降相比,整体式底板沉降减小不明显；整体式底板结构的水平位移明显小于分离式底板结构的水平位移；中墩的最大主拉应力相差很小,整体式底板的最大主拉应力大于分离式底板的最大主拉应力,整体式底板的最大主压应力也大于分离式底板的最大主压应力,由此可知,岩基上选用分离式底板较为经济合理。4、在地震荷载作用下闸室振动以前四阶振动为主。与顺河向地震作用相比,在横河向水平地震荷载作用下闸室产生较大的水平荷载和弯矩,引起较大的动位移以及超过允许应力的动应力,因而闸室结构承载力复核时应该采用横河向水平地震的动力反应结果。