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进水塔是水电站引水系统的主要建筑物,塔体结构高耸且被水体包围,塔背下部与其山体之间接触的特殊性,导致塔体的抗震特性较为复杂。其抗震安全及稳定性对整个引水系统的安全有着至关重要的影响。因此,有必要对进水塔的抗震性能及抗滑稳定性进行深入研究。 本文基于有限元法及可靠度相关理论对进水塔结构的抗震特性及安全稳定性进行计算分析:基于流固耦合方法考虑塔体与动水的耦合作用,对塔体结构的自振特性进行计算分析,并与附加质量法进行对比,结果相差不大;根据塔背与山体之间连接的不同模拟处理方式,分别建立了塔背与山体固结、分缝和接触三种模型,对于塔背与山体固结、分缝模型,采用振型分解反应谱法和时程分析法计算分析塔体在静动力作用下的位移和应力。结果表明,振型分解反应谱法分析结果和时程分析法分析结果相吻合。采用时程分析法计算分析塔背与山体接触模型,塔体远离山体方向的位移增大,接触处的应力减小,设置接触更符合实际。并在此基础上对三种模型的抗滑、抗倾覆稳定性及地基承载力进行分析并做出安全评价;基于结构可靠度相关理论,考虑粘聚力和摩擦系数的模糊性进行塔体抗滑稳定可靠度分析,运用Matlab语言编制了模糊可靠度计算程序。针对上述三种模型,粘聚力和摩擦系数的取值在一定的随机模糊范围内,分析计算进水塔的失效概率,本论文的研究成果可为进水塔的抗震设计和施工管理提供参考,也为模糊可靠度在进水塔中的应用提供参考。