高聚物防渗墙土石坝抗震性能模型试验与计算分析

第1章绪论1
1.1研究背景1
1.2国内外研究现状4
1.2.1聚氨酯类材料动力特性研究现状4
1.2.2材料剪切波速压电陶瓷弯曲元研究现状6
1.2.3土石坝动力模型试验研究现状8
1.2.4土石坝动力数值分析方法研究现状14
1.3研究内容17

第2章高聚物注浆材料动力特性弯曲元试验研究19
2.1概述19
2.2高聚物注浆材料静态力学特性20
2.3高聚物注浆材料动态剪切模量试验24
2.3.1试验方法25
2.3.2试件制作27
2.3.3试验过程31
2.4准确测量高聚物注浆材料剪切波速的影响因素34
2.5高聚物注浆材料动态剪切模量试验结果与分析37
2.5.1高聚物注浆材料剪切波传播时间判定方法37
2.5.2高聚物注浆材料弯曲元测试结果38
2.5.3试验结果分析41
2.6本章小结50

第3章基于原型材料防渗墙的土石坝动力离心试验研究52
3.1概述52
3.2试验设备53
3.2.1土工离心机53
3.2.2离心机振动台53
3.3试验原理55
3.3.1离心模型基本原理55
3.3.2离心模型试验相似原理56
3.4防渗墙土石坝非等应力模型相似关系设计58
3.5模型的设计与制作59
3.5.1模型箱59
3.5.2原型材料防渗墙土石坝模型的设计与制作62
3.6测试元件80
3.6.1应变片81
3.6.2加速度计86
3.6.3微型土压计89
3.6.4微型孔压计91
3.6.5激光位移计93
3.7传感器布置方案95
3.8振动加载方案100
3.9试验过程101
3.10本章小结106

第4章防渗墙土石坝动力离心试验结果与分析108
4.1概述108
4.2高聚物防渗墙土石坝试验结果与分析109
4.2.1静力试验过程109
4.2.2动力试验结果与分析111
4.3两组试验结果对比分析134
4.3.1墙体动应力对比分析135
4.3.2坝体加速度对比分析139
4.3.3坝顶沉降对比分析148
4.3.4坝体超孔隙水压力对比分析150
4.3.5坝体动土压力增量对比分析155
4.4拆模结果与分析158
4.4.1土石坝模型拆模结果与分析158
4.4.2防渗墙模型拆模结果与分析164
4.5本章小结167

第5章基于三维动力有限元的高聚物防渗墙土石坝抗震性能研究170
5.1概述170
5.2数值计算分析步骤171
5.2.1基于黏弹性人工边界地震动输入方法171
5.2.2本构模型的选择175
5.2.3防渗墙土石坝三维动力有限元数值模型的建立177
5.3模型验证180
5.3.1高聚物防渗墙土石坝有限元数值模型验证180
5.3.2混凝土防渗墙土石坝有限元数值模型验证183
5.4高聚物防渗墙地震响应数值计算结果与分析188
5.4.1高聚物防渗墙墙体加速度188
5.4.2高聚物防渗墙墙体动应力189
5.4.3高聚物防渗墙墙体位移193
5.5混凝土防渗墙地震响应数值计算结果与分析195
5.5.1混凝土防渗墙墙体加速度195
5.5.2混凝土防渗墙墙体动应力196
5.5.3混凝土防渗墙墙体位移201
5.6高聚物防渗墙地震响应特性及机理分析204
5.6.1墙体峰值加速度响应特性及机理分析204
5.6.2墙体动应力响应特性及机理分析206
5.6.3墙体位移响应特性及机理分析210
5.7高聚物防渗墙土石坝地震响应数值计算结果与分析214
5.7.1坝体加速度214
5.7.2坝体动土压力221
5.7.3坝顶永久沉降230
5.8本章小结230

第6章地震作用下高聚物防渗墙多目标函数优化设计233
6.1概述233
6.2多目标函数优化设计原理233
6.3高聚物防渗墙抗震性能安全系数分析235
6.4地震作用下高聚物防渗墙优化设计方法237
6.4.1优化方法237
6.4.2分析步骤238
6.5工程实例239
6.5.1工程概况239
6.5.2三维动力有限元模型240
6.5.3有限元计算结果与分析243
6.5.4地震作用下高聚物防渗墙优化设计245
6.6本章小结251

第7章结论与展望252
7.1结论252
7.2创新点255
7.3展望255

参考文献257