摘要
底板作为水闸的基础，其结构尺寸、结构形式及结构安全决定了水闸工程整体的安全与稳定，是闸室最重要部件之一，因此对水闸闸室底板计算分析研究具有重要意义。在实际工程应用中，因工程地质条件、经济条件、施工工艺等会选用不同形式水闸闸室底板，常见形式有平底板、反拱底板和箱框式底板等。其中箱框式底板以其整体性好、抗震性强、承载力高、能有效调节地基不均匀沉降等优势，在实际工程中有较多的应用。而底板内力分析是一个重要而又复杂的问题，为正确地进行内力分析，选择符合实际情况的地基模型及计算方法是非常重要的。本文采用有限元计算方法结合实际工程对箱框式底板水闸闸室结构进行分析研究，主要内容如下: (1)研究了工程中常用的水闸底板形式和闸室结构计算方法的发展与改进，介绍了有限元软件在水利工程中的发展及应用。 (2)详细介绍有限元理论和求解方法、ABAQUS有限元软件在水利工程中的应用，结合工程实例，建立箱框底板闸室计算模型，对箱框式底板闸室进行位移及应力分析。 (3)运用ABAQUS软件建立二维箱框式底板水闸有限元模型，计算分析地基换砂处理前后、地基处理换砂厚度等因素对箱框式底板内力、地基反力、地基沉降的影响，以及对比底板形式对地基反力和地基沉降的影响。对于箱框式底板水闸地基换砂处理后，箱框项板和底板最大主应力和最小主应力减小，地基反力及地基沉降明显减小;换砂厚度在2.5m时，地基沉降最小。 (4)运用ABAQUS软件建立三维有限元闸室整体模型，对某箱框式底板水闸工程进行静、动力分析，结果表明对于一般工程在地震工况下的结构受力状态可以采用常规的拟静力法进行计算分析，计算过程相对简单且具有一定的合理性，对于重要的工程仍需结合动力响应综合分析，从而确保水闸工程的安全性、可靠性。
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