高聚物防滲墻土石壩抗震性能模型試驗與計算分析

第1章緒論1
1.1研究背景1
1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀4
1.2.1聚氨酯類材料動力特性研究現(xiàn)狀4
1.2.2材料剪切波速壓電陶瓷彎曲元研究現(xiàn)狀6
1.2.3土石壩動力模型試驗研究現(xiàn)狀8
1.2.4土石壩動力數(shù)值分析方法研究現(xiàn)狀14
1.3研究內(nèi)容17

第2章高聚物注漿材料動力特性彎曲元試驗研究19
2.1概述19
2.2高聚物注漿材料靜態(tài)力學特性20
2.3高聚物注漿材料動態(tài)剪切模量試驗24
2.3.1試驗方法25
2.3.2試件制作27
2.3.3試驗過程31
2.4準確測量高聚物注漿材料剪切波速的影響因素34
2.5高聚物注漿材料動態(tài)剪切模量試驗結(jié)果與分析37
2.5.1高聚物注漿材料剪切波傳播時間判定方法37
2.5.2高聚物注漿材料彎曲元測試結(jié)果38
2.5.3試驗結(jié)果分析41
2.6本章小結(jié)50

第3章基于原型材料防滲墻的土石壩動力離心試驗研究52
3.1概述52
3.2試驗設(shè)備53
3.2.1土工離心機53
3.2.2離心機振動臺53
3.3試驗原理55
3.3.1離心模型基本原理55
3.3.2離心模型試驗相似原理56
3.4防滲墻土石壩非等應力模型相似關(guān)系設(shè)計58
3.5模型的設(shè)計與制作59
3.5.1模型箱59
3.5.2原型材料防滲墻土石壩模型的設(shè)計與制作62
3.6測試元件80
3.6.1應變片81
3.6.2加速度計86
3.6.3微型土壓計89
3.6.4微型孔壓計91
3.6.5激光位移計93
3.7傳感器布置方案95
3.8振動加載方案100
3.9試驗過程101
3.10本章小結(jié)106

第4章防滲墻土石壩動力離心試驗結(jié)果與分析108
4.1概述108
4.2高聚物防滲墻土石壩試驗結(jié)果與分析109
4.2.1靜力試驗過程109
4.2.2動力試驗結(jié)果與分析111
4.3兩組試驗結(jié)果對比分析134
4.3.1墻體動應力對比分析135
4.3.2壩體加速度對比分析139
4.3.3壩頂沉降對比分析148
4.3.4壩體超孔隙水壓力對比分析150
4.3.5壩體動土壓力增量對比分析155
4.4拆模結(jié)果與分析158
4.4.1土石壩模型拆模結(jié)果與分析158
4.4.2防滲墻模型拆模結(jié)果與分析164
4.5本章小結(jié)167

第5章基于三維動力有限元的高聚物防滲墻土石壩抗震性能研究170
5.1概述170
5.2數(shù)值計算分析步驟171
5.2.1基于黏彈性人工邊界地震動輸入方法171
5.2.2本構(gòu)模型的選擇175
5.2.3防滲墻土石壩三維動力有限元數(shù)值模型的建立177
5.3模型驗證180
5.3.1高聚物防滲墻土石壩有限元數(shù)值模型驗證180
5.3.2混凝土防滲墻土石壩有限元數(shù)值模型驗證183
5.4高聚物防滲墻地震響應數(shù)值計算結(jié)果與分析188
5.4.1高聚物防滲墻墻體加速度188
5.4.2高聚物防滲墻墻體動應力189
5.4.3高聚物防滲墻墻體位移193
5.5混凝土防滲墻地震響應數(shù)值計算結(jié)果與分析195
5.5.1混凝土防滲墻墻體加速度195
5.5.2混凝土防滲墻墻體動應力196
5.5.3混凝土防滲墻墻體位移201
5.6高聚物防滲墻地震響應特性及機理分析204
5.6.1墻體峰值加速度響應特性及機理分析204
5.6.2墻體動應力響應特性及機理分析206
5.6.3墻體位移響應特性及機理分析210
5.7高聚物防滲墻土石壩地震響應數(shù)值計算結(jié)果與分析214
5.7.1壩體加速度214
5.7.2壩體動土壓力221
5.7.3壩頂永久沉降230
5.8本章小結(jié)230

第6章地震作用下高聚物防滲墻多目標函數(shù)優(yōu)化設(shè)計233
6.1概述233
6.2多目標函數(shù)優(yōu)化設(shè)計原理233
6.3高聚物防滲墻抗震性能安全系數(shù)分析235
6.4地震作用下高聚物防滲墻優(yōu)化設(shè)計方法237
6.4.1優(yōu)化方法237
6.4.2分析步驟238
6.5工程實例239
6.5.1工程概況239
6.5.2三維動力有限元模型240
6.5.3有限元計算結(jié)果與分析243
6.5.4地震作用下高聚物防滲墻優(yōu)化設(shè)計245
6.6本章小結(jié)251

第7章結(jié)論與展望252
7.1結(jié)論252
7.2創(chuàng)新點255
7.3展望255

參考文獻257