文档介绍：摘要:水坝,是拦截江河渠道水流以抬高水位或调节流量的挡水建筑物。可形成水库,抬高水位、调节径流、集中水头,用于防洪、供水、灌溉、水力发电、改善航运等,水坝的修建是经济建设中的一项重要组成部分,国家历来对水坝的安全问题十分关注。我们现用有限元软件ansys对坝体受水压力面的应力和变形及与地基连接面的正应力和变形进行计算。本文通过使用不同尺寸的地基计算坝体变形和应力,探究地基的尺寸对坝体应力和变形的影响;探究模拟无限大地基的最小尺寸条件。关键词:地基尺寸、变形、应力1问题描述:混凝土水坝,水坝的纵向尺寸为500m,E坝=20GPa,μ坝=,ρ坝=2000kg/:,本问题应以平面应变问题来处理。在实际问题中,为了保证水坝能够在自重、水压以及地震等自然因素的影响下依然保持稳固,而不至于超过设计的下陷范围,水坝通常要建在一个很大的地基上,至于地基的材料及大小则可以根据实际情况进行选取。在本报告中,选取地基的弹性模量E=10GPa,泊松比μ=,密度ρ=2500。选取不同尺寸的地基,将地基和大坝“粘贴”在一起,约束地基下表面的所有位移,在两侧仅约束水平x方向的位移,比较受水压力面和与地基连接面各个节点的应力和位移。,以便得到较为精确地解,以及得到网格数量和基地尺寸对计算结果的影响,如下表表一不同尺寸地基坝的最大等效应力(Pa)地基尺寸(长×厚)随机划分网格第一次细化网格第二次细化网格600******,将它绘制成图表形式,如下图一不同尺寸地基坝的最大等效应力(Pa)表一所示为不同尺寸的地基上混凝土坝在不同单元划分下的最大应力情况,由表中数据可知,,随着地基尺寸的不断增大,坝上的最大应力逐渐趋于一个定值,所以在计算时应选择较大一点尺寸的地基。超过1500以后值并没有太大的区别,已能满足要求。另外我们可以看出,网格细化对测量数据的影响很大。网格划分越多,数据越准确。当网格到达一定数量后,结果变化便不会波动很大,则不需再细分,可以节约计算时间。(b)坝的最大拉应力在工程中我们很关心大坝的安全问题,所以我们列出了在不同尺寸条件下坝体的最大拉应力如表二所示:表二不同尺寸地基坝的最大拉应力(N)地基尺寸(长×厚)随机划分网格第一次细化网格第二次细化网格400*400<500<500<500600*600<500<500<500800*800<500<500<5001000*1000<500<500<5001200*1200<500<500<5001400*1400<500<500<5001600*1600<500<500<500由表二可知,当地基尺寸变化时,最大拉应力大小几乎不变,且数值较小,这与实际工程是相符的,混凝土具有较强的抗压能力,而抗拉能力很弱,由于坝体自身