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南水北调属于国家重点工程,工程的启动将对京津华北地区、黄河中上游地区缺水问题以及我国北方地区的社会经济和城市发展、改善环境起到重要影响,是实现我国经济可持续发展的重要战略措施。 渡槽是南水北调中线工程应用较多的的主要交叉建筑物之一,一旦发生地震,渡槽受损将会导致严重的地震灾害。因此,渡槽结构抗震性能的好坏直接影响到整体工程正常运行及工程沿线人民生命财产的安全。1998年水利部将“减振隔震技术在大型渡槽地震响应分析中的应用研究”作为重点技术开发尽基金项目。 目前,国内外有关渡槽结构的抗震安全的研究成果较少。渡槽本身属于空间轻型结构,槽中水体质量相对较大,与槽体的动力相互作用比较复杂,如何采取减振措施和模拟水体与结构的相互作用是研究中的重要问题。 本文对工程结构减振控制这门新兴技术在发展历史、应用原理、目前趋势、技术种类等方面进行了总结,重点介绍了被动控制技术中的隔震与减振。 对目前减振控制中应用较为广泛的粘弹性阻尼器和粘滞型阻尼器进行了重点介绍和对比,在自编程序中设置了粘滞型阻尼器单元的力学模型,可以模拟不同阻尼系数的粘滞型阻尼器,并导出了不可压缩流体的计算公式及给出了适用于结构流固耦合分析过程的近似算法。在程序中可模拟流体与固体结构之间的耦合作用,并通过计算动力响应与渡槽实验有水工况监测数据相对照,取得了比较吻合的结果。 建立了某渡槽的有限元模型,并通过计算和实验数据进行对比,确保了有限元模型的准确性以及与试验模型的吻合型。对渡槽实验模型进行了减振研究,通过在模型的不同部位设置参数不同的阻尼器,计算了多种方案,总结出渡槽减振装置的位置以及装置参数对效果的影响的规律。最后对渡槽实际结构进行历程分析,对渡槽各部位的位移和应力响应进行了减振效果的研究。 渡槽的安全问题在工程上是一个综合性的复杂问题。涉及到隔震、减振、流固相互作用等多方面,作为国家自然科学基金项目研究的一部分,本文只针对渡槽结构控制中的阻尼器减振以及流固耦合两个方面作了一定的研究,在最后一章的论文总结当中,我们对一些不足之处进行了说明,并且指出了接下来的研究工作需要在广度和深度上进行进一步研究的地方。