基于ABAQUS的水闸与地基相互作用分析

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在水闸设计中,与地基基础接触的底板的受力情况是设计人员最为关心的问题之一。尤其对于新型式的水闸结构,有些新型式的水闸的主要特点是:跨度大、水头低、要求设计新颖,构思巧妙、造型独特。但是另一方面,此类水闸结构较为特殊,受力条件较为复杂,按照传统的结构力学方法很难较为合理的对结构进行受力分析,,可以对此类水闸的结构开展三维有限元分析。本文利用ABAQUS有限元软件,结合具体的工程实例,进行三维建模计算,模拟分析了某护镜门型式水闸底板采用闸墩分缝和底板分缝时,对于不同的荷载工况,其相应的受力及变形情况。为工程实际提供设计依据,并对此种类型的水闸的设计具有重要的参考价值。本文主要的研究结果包括以下方面:1、水闸底板在各种荷载作用下,其变形呈现上游上部顺水流向位移变形,上游下部逆水流向位移变形;下游上部逆水流向位移变形,而下游下部顺水流向位移变形的变化规律,即水闸底板在顺水流向上部处于一个“受挤压”的状态,下部处于一个“受拉伸”的状态。2、水闸闸室在两种分缝型式下,在竖直向的位移变形量及变形规律差别较大。具体来说,闸墩分缝时,闸室在竖直向位移变形呈现左右对称的规律,这对于闸室的稳定是比较有利的。而底板分缝时,闸室在竖直向位移变形既有左右对称的变化规律,也有正向渐进的变化规律,还有反向渐进的变化规律。反向渐进的变化,指水闸上游沉降较小,而下游沉降较大,这种沉降规律对于闸室的稳定是较为不利的。3、发现在闸门开启时,水闸的各种内力,均较其他情况下水闸的内力大。所以在实际水闸运行过程中,护镜门型式的水闸,应注意闸门开启时间的控制,不要长时间开启闸门。
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