锚杆对溢流面板坝流激振动特性影响的研究

俞伟　唐新军　卢廷浩

摘要：针对设锚杆的溢流面板坝泄槽流激振动性能复杂的特征，基于ABAQUS软件建立拟三维仿真模型，通过MATLAB自编程序实现脉动压强时域激励荷载的构造，采用时域分析法对不同泄流条件下设锚杆的系统模态和流激振动性能进行研究。结果表明：在水流流激振动作用下，锚杆对溢流面板坝泄槽动力稳定性的影响主要体现于泄槽中不同的流速条件，当泄槽最大流速大于40 m/s时，設锚杆使系统基频降低速率明显变缓，使泄槽底板接缝处发生较大变形和关键部位产生过大拉应力的流速明显增大，提高了其结构在水流流激振动作用下的动力稳定性。

关键词：溢流面板坝；设锚杆泄槽；脉动压强；系统频率；时域分析法；流激振动性能

溢流面板坝在高速泄流作用下的流激振动是一个非常复杂的问题，其涉及到泄槽、堆石体、水流三种介质的相互作用，为提高溢流面板坝泄槽的抗滑稳定性，采用了叠瓦式钢筋混凝土构造底板，从底板伸向堆石体内嵌入了一定数量的水平锚杆。近年来，许多学者对锚杆的动力研究主要集中在提高溢流面板坝泄槽自身强度和抗滑稳定性等方面，而鲜有关于锚杆是否能提高溢流面板坝流激振动性能方面的研究。本文以设有锚杆的溢流面板坝泄槽这种特殊结构为研究对象，首先利用MATLAB编程构造出反映脉动压强频域特征的时域荷载，再根据其在泄槽中的沿程分布规律逐段加载，采用时域分析法对设锚杆后溢流面板坝泄槽的系统模态和关键部位的应力、相对变形情况进行了研究。