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《Comprehensive analysis of physical and numerical simulation on overall stability of Jinping I High Arch Dam》是一篇关于中国锦屏一级拱坝整体稳定性的综合性研究论文。该论文由多位研究人员共同撰写,旨在通过物理模型试验与数值模拟相结合的方法,全面分析锦屏一级拱坝在不同工况下的整体稳定性问题。锦屏一级拱坝是中国重要的水利工程之一,位于四川省凉山彝族自治州,是世界上最高的混凝土双曲拱坝之一,其建设对于区域内的水电开发、防洪减灾以及生态环境保护具有重要意义。
锦屏一级拱坝的设计和施工面临着复杂的地质条件和水文环境,因此对其结构稳定性进行深入研究显得尤为重要。本文通过物理模型试验和数值模拟两种方法,对拱坝的整体稳定性进行了系统分析。物理模型试验是在实验室中按照一定比例缩小的拱坝模型,模拟实际工程中的各种荷载条件,如自重、水压力、地震作用等,以观察坝体的变形情况和应力分布特征。数值模拟则利用有限元分析方法,建立三维计算模型,输入实际的地质参数和边界条件,模拟拱坝在不同工况下的受力状态。
论文首先介绍了锦屏一级拱坝的基本概况,包括坝体尺寸、地质条件、设计标准等内容。随后,详细描述了物理模型试验的设计方案、试验设备及测试方法。试验过程中,研究人员对不同荷载组合下的坝体变形、裂缝发展以及应力变化进行了监测和记录。同时,论文还介绍了数值模拟的具体步骤,包括模型建立、材料参数选择、边界条件设置以及计算结果的分析方法。
通过对物理模型试验和数值模拟结果的对比分析,论文得出了一系列重要的结论。首先,锦屏一级拱坝在常规工况下具有良好的整体稳定性,坝体的变形量和应力水平均在安全范围内。其次,在极端工况如强震或超设计洪水条件下,坝体可能会出现局部裂缝,但整体结构仍能保持稳定。此外,论文还指出,坝基的地质条件对拱坝的稳定性有显著影响,特别是在软弱夹层和断层发育区域,需要采取相应的加固措施。
论文进一步探讨了拱坝稳定性评价的指标体系,提出了基于位移、应力和应变的综合评价方法。该方法能够更全面地反映拱坝在不同工况下的工作状态,为后续的工程设计和安全评估提供了理论依据。同时,论文还建议在今后的工程实践中,应加强地质勘探和监测工作,及时发现潜在的安全隐患,并采取有效的预防措施。
此外,论文还讨论了拱坝稳定性分析中的一些关键问题,如材料非线性、接触面滑动、渗流效应等。这些因素在实际工程中可能对拱坝的稳定性产生重要影响,因此在数值模拟中需要合理考虑。论文提出了一些改进数值模型的建议,例如采用更精确的材料本构模型、优化网格划分方式以及引入多物理场耦合分析方法。
总体而言,《Comprehensive analysis of physical and numerical simulation on overall stability of Jinping I High Arch Dam》是一篇具有较高学术价值和工程应用意义的研究论文。它不仅为锦屏一级拱坝的设计和施工提供了科学依据,也为类似高拱坝工程的稳定性分析提供了参考。通过物理模型试验与数值模拟的结合,论文展示了现代工程技术在复杂地质条件下解决重大工程问题的能力,同时也反映了我国在大型水利工程建设方面的技术水平。
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