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原文传递船闸高衬砌闸室结构计算分析

论文题名：	船闸高衬砌闸室结构计算分析
关键词：	船闸;衬砌式闸墙;结构分析;解析法;非线性有限元法
摘要：	衬砌式闸墙是一种经济、适应的的结构型式，其应用十分广泛。在工程设计中，衬砌式闸墙结构的计算方法主要是采用基于材料力学基本假定的解析法，但其计算结果很难反映岩体与衬砌墙之间的相互作用以及结构发生应力集中时其值的大小和位置。而这往往是结构产生裂缝甚至破坏的主要原因。因此，对衬砌式闸墙结构进行全面的内力分析和研究，采用合理方法分析计算，对船闸结构优化设计和保障其运行安全具有重要意义。　　本文主要采用解析法（材料力学简化计算法）和ANSYS有限元仿真计算法，分别对衬砌式闸墙结构进行计算，主要内容如下: 　　1、通过对国内外船闸相关文献的收集与阅读，了解了目前国内外船闸结构的研究及发展现状。并根据衬砌式闸墙结构特点，评述了现有计算方法的优缺点。　　2、针对依托工程，采用解析法、有限元法计算结果与原型观测数据对比分析得出，解析法在闸墙内力计算、确定结构应力集中的位置及其结构位移等方面存在局限性，较难反映衬砌式闸墙结构与岩体的相互作用，且部分结构应力、应变计算结果与实际情况有一定差异。　　3、有限元法的计算结果较接近原型观测数据，并且能真实的反映出衬砌式闸墙结构内部危险的位置及其应力值，以及衬砌式闸墙结构的受力状态。　　4、衬砌式闸墙结构的三维非线性有限元计算结果表明，在完建、低水运行、检修下，衬砌式闸墙顶部都有向内侧的变形趋势，而底部有向外的变形趋势。　　5、衬砌墙第一及第三主拉应力显示，拉应力均出现在各台阶截面形式改变处，其中检修工况下应力值最大;从等效应力分布看出，衬砌闸墙前趾处更容易屈服。因此，衬砌墙的危险位置为各台阶截面形式改变处及衬砌墙前趾位置。　　6、通过对衬砌墙各阶梯上的接触压应力和接触切应力计算得知，台阶上基岩和闸墙的接触压应力多呈抛物线型分布，与传统解析法采用的线性假设有很大差异;而竖墙和台阶上的接触应力分布几种工况相差不大，均为顶部和底部较大，中部较小的分布形式。
作者：	李学义
专业：	水利工程
导师：	杨斌
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文