地震作用下的两河口高土石坝地震残余变形和破坏振动台模型试验研究

由于目前高土石坝强震记录资料缺乏和其它试验技术的局限性,土石坝的地震模拟振动台模型试验仍是当前研究大坝结构地震残余变形特性和破坏机理的重要手段.本文利用大型振动台模型试验,研究两河口高土石坝模型坝的地震残余变形特性和在强烈地震作用下的破坏过程和状态,并类推分析原型高土石坝的地震残余变形规律和动力破坏模式.试验结果表明:地震作用下,心墙堆石坝的地震残余变形相对较小;坝体动力破坏的形式主要是河谷段、靠近坝顶坝坡的散粒体滑移和浅层滑动;多维地震动,对坝体的地震残余变形控制和动力稳定不利.基于试验结果和分析,建议在高土石坝抗震设计中,加强对河床坝段坝顶区的保护.     

大岗山和溪洛渡高拱坝强地震损伤比较分析

采用损伤力学方法对大岗山抛物线型双曲高拱坝进行了强地震损伤破坏分析,获得了大坝的破坏状态和趋势,通过和大连理工大学抗震研究所对该坝模型的试验结果对比.验证了分析的合理性.为研究其他同类型高拱坝在相同强震下的破损响应,选取了溪洛渡高坝进行分析.借鉴大岗山高坝模型破坏试验和数值分析结果,对比分析获得了溪洛渡大坝的合理破坏趋势.研究获得两座高坝的损伤破坏模式和率性对坝体混凝土动强度的影响,分析结果可有效判断大坝的工作性态和了解大坝的抗震安全性能.本文工作为实际类似高拱坝设计、分析及安全评价提供了依据.     

锦屏一级水电站高拱坝整体抗震安全性研究

本文在高拱坝.地基整体抗震安全评价体系的基础上,对锦屏一级水电站高拱坝.地基体系的地震响应进行数值分析,并分别对其在不同地震超载倍数和不同基岩控制性滑裂面抗剪强度降低倍数下的安全性和破坏机理进行研究,分析其抗震工作的薄弱部位和破坏模式,并对其整体抗震安全性作出评价.     

钢筋混凝土面板堆石坝抗震试验研究

本文介绍了梯形河谷中,刚性基础上钢筋混凝土面板堆石坝动力模型试验结果。研究探讨了面板与堆石体的地震响应及相互作用规律;初步揭示了混凝土面板堆石坝地震破坏的主要特征。试验表明,面板与堆石体的相互作用,降低了坝体的地震加速度响应,有利于上游坝面的抗震稳定性。     

FRP在混凝土重力坝抗震加固中的应用研究

传统方法采用钢筋作为混凝土重力坝的抗震加固措施,但钢筋锈蚀问题一直不能很好地解决。FRP（FiberReinforced Polymer）与钢筋力学性质相近但具有优于钢筋的特点,能否替代钢筋进行抗震加固成为思考的重点。基于考虑材料细观非均匀性的混凝土损伤模型和FRP的单向抗拉特点进行FRP板表面加固和FRP筋内插加固两种方法下的混凝土重力坝的地震响应数值模拟,以Koyna大坝为例进行地震损伤时程分析,对比加固前后及两种不同加固方法下大坝的损伤发展过程、最终破坏形态、坝顶结点位移时程和加速度时程。结果表明：FRP用于大坝抗震加固是有效的,两种FRP加固措施能够起到不同程度的加固作用,可以根据大坝的具体情况选择合适方案作为大坝的安全储备,优先考虑FRP板加固。     

高拱坝极限抗震能力研究之挑战

我国西南地区在建和拟建的多座高拱坝抗震安全问题十分突出,大坝抗震安全是我国西部大开发战略中水利水电建设工程无法避让和必须面对的严重挑战,研究拱坝系统极限抗震能力是确保地震时不发生库水失控下泄的关键课题之一。拱坝系统极限抗震能力的研究包括数值模型方法和物理模型动力试验方法。在实际拱坝震害资料匮乏的情况下,物理模型与数值模型两种研究途径的成果,相互验证、相互补充,进而对拱坝系统极限抗震能力获得更加全面、更加完整的认知。拱坝系统振动台动力模型破坏试验是对十分稀少的实际强震条件下拱坝系统地震响应观测资料的重要补充,从而为探索拱坝系统在地震作用下的损伤发生、发展规律,为研究拱坝系统极限抗震能力提供重要依据。     

用刚体弹簧元研究拱坝的地震破损过程

在满足刚度、强度和荷载等效的基础上，本文采用三维刚体弹簧元模型模拟连续一非连续介质系统，通过拱坝在自重和水压荷载作用下的位移场和应力场的计算，并且与有限元方法计算的结果对比，表明该法在模拟连续介质方面的精度在工程上可以接受。随后应用这一模型分析某拱坝的地震破损过程，计算结果表明，地震加速度峰值对拱坝整体性受损存在一临界值，对于研究的某拱坝，在选定的几何参数和物理参数条件下，当地震加速度峰值小于0．4g时，坝体的整体性保持较好，地震引起的动力残余位移较小且呈线性变化；当地震加速度峰值大于0．5g时，由于强震的往复作用，横缝以及水平施工缝的开裂造成拱坝中上部产生分离的混凝土块体，拱坝整体性受损较重。因此，建议在坝体中上部配置钢筋抗震加固带以提高拱坝的抗震安全性能。     

混凝土材料非线性对拱坝抗震安全评定的影响研究

研究地震激励下混凝土材料非线性的动力行为,建立模拟地震激励下大坝非线性动力损伤的理论与方法,对于大坝抗震安全评定具有重要意义.本文以小湾拱坝为例,引入损伤因子,利用塑性损伤模型来模拟拱坝的材料非线性行为.对拱坝坝体上、下游最大主应力、坝体位移、裂缝开展范围及坝体超载安全系数几方面进行研究分析,结果表明坝体材料非线性对坝体动力响应影响显著,塑性损伤模型比线弹性模型能更好地模拟坝体在地震激励下实际的受力行为、变形和损伤程度.从而,本文进一步揭示拱坝动力损伤灾变机理,为进行大坝抗震安全评定与设计提供理论基础.     

乌东德拱坝非线性地震反应分析

本文在计入坝、地基和库水动力相互作用的情况下,用LDDA(拉格朗日不连续变形分析)模拟拱坝横缝,粘弹性边界为吸能边界的拱坝地震输入模型计算乌东德拱坝非线性地震反应,研究无限地基辐射阻尼和拱坝横缝对坝体反应的影响,分析乌东德拱坝的静动力响应和拱坝横缝在地震作用下的张开情况,并将其计算成果与基于人工透射边界的时域显式有限元方法进行了比较分析.     

超大型双曲线混凝土冷却塔振动台试验研究

神华胜利发电厂混凝土冷却塔位于7度抗震设防区,塔高225 m,塔筒为双曲线型。这种超大型冷却塔在地震等极端荷载下一旦发生破坏,后果将是灾难性的。目前对冷却塔的研究多以数值模拟为主,试验研究较少。通过设计开展缩尺比为1∶33的地震振动台模型试验,研究冷却塔的结构动力响应特性,分析不同地震烈度下结构的刚度退化和损伤情况,寻找结构的薄弱部位,并综合动力试验和数值模拟结果,评价结构的可靠性,提出合理的抗震措施和结构建议。