基于易损性混凝土重力坝地震风险研究

混凝土重力坝地震风险分析是对坝址区在运行期内遭受某一概率水平地震作用的可能性及发生某种程度地震灾害和社会后果概率的研究论证。采用已给出的大坝地震破损等级评价标准,通过地震危险性分析和地震易损性分析计算,提出了大坝的地震风险评价模型,并据此给出了金安桥大坝不同震害等级的风险概率。这对于优化大坝的抗震设计及科学合理的维修加固决策具有十分重要的意义。     

碾压混凝土坝地震响应的有限元仿真分析

采用有限元分析软件ANSYS对百色水库碾压混凝土重力坝进行了非线性有限元静力和动力分析,研究了坝体及基础在各种工况下的变形和应力规律,采用响应谱方法和三维实体模型分析了重力坝的动力特性和地震响应,结果表明最大地震动位移出现在坝顶上游侧,坝体的轴向中心附近处出现较大的应力集中。     

基于增量动力分析的重力坝抗震性能评估

基于增量动力分析法(IDA),采用塑性耗能与总变形能的比值作为结构性能指标,提出了重力坝抗震性能评价的三级震害划分和两个极限状态下的失效性划分的建议,做出IDA曲线,并结合分位数分析和易损性分析对重力坝抗震性能进行评估。以邯郸京娘湖重力坝为例,进行一系列的非线性分析,结果表明:分位数分析的IDA曲线中每个极限状态的峰值地面加速度PGA均大于设计地震的峰值地面加速度,满足该重力坝的功能保障性水平和安全保证性水平。易损性分析下,1.5倍设计地震作用时65.92%的概率处于正常使用阶段,100%可以保证安全。结果表明该重力坝具有良好的抗震性能。该项研究结果为重力坝抗震性能设计和安全风险评估提供了新思路。     

基于坝肩失稳破坏模式的高拱坝地基体系地震易损性分析

为了开展高拱坝-地基体系整体稳定地震易损性分析,从坝肩潜在滑块滑动失稳破坏模式出发,综合考虑了地震动和材料参数的不确定性,采用增量动力分析方法（Incremental Dynamic Analysis,IDA）,开展了基于概率统计框架的1000次非线性动力响应分析。分别采用特征点残余滑动位移和滑动面积比作为评价结构响应的性能指标,以地震动峰值加速度（peak ground acceleration,PGA）为地震动强度指标,定量的划分了高拱坝-地基体系的不同性能水平,绘制了地震易损性曲线,并对不同极限状态下的地震易损性进行了评估和分析。结果表明,基于特征点残余滑动位移的IDA曲线可以将高拱坝-地基体系分别划分为局部滑动破坏和整体滑动失稳破坏两个破坏等级;基于滑动面积比的IDA曲线可以划分为轻微滑动破坏、中等滑动破坏和整体滑动失稳破坏三个破坏等级;从而根据高拱坝-地基体系的实际地震需求从概率意义上评判结构所处的破坏状态,为高拱坝的抗震优化设计、加固和维修决策提供科学依据。     

基于ＩＤＡ的渡槽结构地震易损性分析

渡槽结构是由槽身、槽墩和支座等相互关联的构件组成的结构系统。强震作用下,仅用单一构件的地震易损性来评价渡槽结构系统的地震易损性,往往会高估渡槽的抗震能力。为研究渡槽结构系统的地震易损性,以一座三跨等距简支梁式渡槽为研究对象,基于ＯｐｅｎＳＥＥＳ平台建立了有限元动力分析模型,采用增量动力分析法（ＩＤＡ）计算了槽墩、盖梁处板式橡胶支座以及槽台处聚四氟滑板支座三种构件的横槽向地震易损性;然后,分别通过一阶界限法和二阶界限法,建立了渡槽结构系统地震易损性曲线,并进行了对比分析。结果表明,地震作用下,渡槽结构的板式橡胶支座与聚四氟滑板支座相比槽墩更容易发生损伤;渡槽结构的系统易损性大于单一构件的易损性;二阶界限法所得结构失效概率区间均位于一阶界限法上下界之间,相比一阶界限法,采用二阶界限法建立的系统易损性曲线来评估渡槽结构的抗震性能更为合理。     

埋地供水管线地震易损性分析

针对埋地供水管线地震易损性分析研究匮乏的问题,采用ABAQUS有限元软件,对埋地供水管线开展增量动力分析(IDA),得到埋地管线地震动作用下的地震响应,并分别以峰值地面加速度PGA和最大轴向应变作为地震动强度指标和结构地震需求指标进行线性回归分析,得到相应的概率地震需求模型参数。基于这些概率地震需求模型参数,建立了埋地管线不同损伤状态的地震易损性曲线,并以此对管线进行了初步抗震性能评估。进一步讨论了管径、壁厚和埋深等因素对埋地供水管线地震易损性的影响。研究结果表明：管径越大、壁厚越大、埋深越大,管线的抗震性能越好。     

碾压混凝土成层特性对重力坝静,动力分析的影响研究

碾压混凝土由于要用逐层碾压的施工方法，致使所形成的大体积混凝土在竖向和水平向具有不同的弹性常数。本文以龙滩碾压混凝土重力坝为工程实例，研究了上述弹性特性差异对坝体静、动力分析所产生的影响。研究结果表明，碾压混凝土竖向弹模的降低对自重、水压等主要静载所产生的应力分布影响不大，但对坝踵、坝趾局部控制性应力值将会产生一定的影响；对坝体的自振振型特性影响不大，但对自振频率值有明显影响。     

混凝土重力坝动力特性仿真计算方法研究

在8度设防烈度下,应用大型有限元软件ANSYS建立某混凝土重力坝的三维有限元模型,采用峰值调整后的天津地震波进行了动力响应时程分析,分别采用固定连接和接触算法考虑坝体与地基的相互作用关系。计算结果表明:在坝体与地基两种相互作用计算模型中,数值仿真结果的基本规律是一致的,但接触计算模型中大坝的动力响应显著降低,实际计算时应将两者结合使用。     

考虑震损指标相关性的重力坝地震易损性分析

针对采用弹性损伤模型进行重力坝地震易损性分析效率较低的问题,分别采用线弹性模型和弹性损伤模型对重力坝进行动力时程分析,获得相应的线弹性震损指标(超应力单峰面积)和弹性损伤震损指标(损伤指数),建立了单峰面积与损伤指数之间的相关关系。提出了一种基于单峰面积与损伤指数相关性的地震易损性分析方法,即用线弹性动力计算得到的单峰面积近似估计坝体损伤指数,进而确定重力坝震损等级,以及超过各震损等级的概率,最后拟合出地震易损性曲线。将该方法应用于某重力坝的地震易损性分析,计算结果符合一般规律,计算效率得到极大提高。     

楼房仓在地震荷载作用下的易损性分析

楼房仓为提高土地利用率和储粮效果起到了重要作用,散装粮食楼房仓是一种具有很好推广价值的储粮仓型。然而由于粮食对楼房仓仓壁的侧压力作用,会对其结构性能提出许多新的要求,因此针对楼房仓的地震性能研究是很有必要的。文章以散装楼房仓为背景,通过ＡＮＳＹＳ建立了一个满仓粮食的三层框架结构。选取地面峰值加速度和结构最大层间位移角作为指标,对楼房仓进行基于增量动力分析法（ＩＤＡ）的地震易损性分析,最后得出易损性曲线。结果表明,在不同地震峰值加速度下,结构会依不同的概率达到相应的性能水准,综合概率曲线分析,满仓粮食下的楼房仓的抗震性能是满足要求的;针对散装楼房仓的ＩＤＡ分析,可给出散装楼房仓地震损伤风险的定量评价结果,具有指导工程应用的意义。     

基于ANSYS的碾压混凝土重力坝静动力分析

采用大型通用软件ANSYS,通过对阿海水电站碾压混凝土重力坝方案挡水坝段进行平面有限元静力和动力计算,并利用后处理软件TECPLOT对静动结果进行叠加分析,探讨了坝体及基础在各种工况下的变形和应力规律,了解坝体和基岩在设计条件下的工作形态,对方案的可靠性进行了评价。     

混凝土重力坝在地震荷载下的稳定分析

采用混凝土损伤塑性本构模型,利用有限元分析软件ABAQUS进行混凝土坝的结构计算,分析某混凝土坝在地震荷载下的响应,分析结构的稳定性和任意荷载作用下结构的破坏情况.计算结构表明:采用混凝土损伤塑性本构模型,利用有限元分析软件ABAQUS进行混凝土坝的结构计算,可以更加直观反映混凝土坝的应力、应变和整个坝坡破坏发展过程....     

应用ANSYS软件进行碾压混凝土重力坝非线性有限元静力和动力分析

采用美国ANSYS结构分析软件,通过对喀拉朔克水库碾压混凝土重力坝方案进行非线性有限元静力和动力分析,研究探讨了坝体及基础在各种工况下的变形和应力规律,以了解坝体和基岩在设计条件下的工作形态,对方案的可靠性进行了评价。     

基于某混凝土拱坝的坝顶位移回归分析

通过对混凝土拱坝拱冠梁处垂线位移多年监测资料的分析模拟建立坝顶位移统计回归模型。采用逐步回归法,分析水压分量、温度分量、时效分量对坝顶位移的影响量。统计分析回归模型较好地反映了大坝的变形规律与变化趋势,该模型的建立,为今后大坝运行安全性态和预测大坝变形发展规律提供了有效分析手段和途径。     

基于增量动力分析的混凝土重力坝抗震性能分析

基于性能的抗震设计理念, 利用增量动力分析法(IDA)结合所建立的混凝土重力坝模型, 根据分位分析结果评估重力坝抗震性能。以Koyna重力坝为例, 分别建立以无质量地基法和附加质量法的传统模型和以黏弹性边界法和流固耦合法建立的坝体-地基-库水相互作用抗震分析模型。选取16条地震记录作为输入, 选取地面峰值加速度作为地震强度指标、坝顶相对位移作为结构性能指标, 以此为基础作IDA曲线。将两种模型分位分析结果进行对比, 结果表明:针对不同保证率的地面峰值加速度(PGA), 新模型总体安全冗余度高于传统模型10%~20%, 以传统方法建立的抗震分析模型的计算结果偏于保守, Koyna大坝的极限抗震能力约为0.45g, 其功能保障水平约为0.34g; IDA方法也将为今后大坝抗震设计提供一种新的思路。     

混凝土的动力特性与拱坝的非线性地震响应

总结分析了混凝土材料的动力特性及其在大坝抗震设计中应用的发展现状及其存在的问题。应用一致黏塑性模型研究了混凝土的应变速率相关特性对结构动力响应的影响。发现动荷载作用过程应变速率变化对结构的变形、应力大小与应力分布均发生影响。最后，研究了地震作用下高拱坝应变率沿坝体的分布，计算了考虑应变速率相关特性后高拱坝地震应力的分布及其开裂情况。     

基于位移的高桩码头地震易损性分析

鉴于目前高桩码头的地震易损性分析很少将码头的总位移作为性能指标,分别根据云图法和条带法建立了基于位移的码头地震易损性分析方法。该方法考虑地震动的不确定性,并基于桩身材料应变限值定义了码头的破坏状态。为了说明这种分析方法,采用80条地震动记录对一高桩码头案例分别进行了云图法和条带法分析,比较了两种方法建立的易损性曲线的差别,分析了位移能力不确定性对易损性曲线的影响。结果表明,由云图法和条带法建立的码头易损性曲线之间的差别较小,可以忽略,但考虑到云图法的计算量较小,建议在码头易损性分析中采用云图法;位移能力不确定性对于易损性曲线的影响较大,分析中不可忽略,应予以考虑。     

高地震烈度下金安桥碾压混凝土重力坝动力分析

在9度设防烈度下,按《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073—2000）的标准和方法对金安桥碾压混凝土重力坝进行三维有限元动力计算,分析其地震动力响应,并按最不利原则进行静动应力组合,采用承载能力极限状态式校核其抗震强度和稳定安全。计算结果表明,金安桥碾压混凝土重力坝满足规范抗震设防要求,是安全可靠的。     

基于ABAQUS的重力坝时程动力分析

基于有限元软件ABAQUS,采用时程分析法,研究了重力坝在地震作用下非线性动力响应、坝体的损伤破坏过程及破坏形态。以工程实例在关键点的动位移、动应力和点安全系数得出了坝体在地震作用下的工作性态。并得出结论:损伤是除应力、位移及点安全系数法之外对结构安全评价的可信指标之一,坝体上、下游折坡点及坝踵部位是混凝土重力坝的抗震薄弱部位,这为研究大坝的抗震对策和抗震设计提供参考依据,并推广了ABAQUS在水利工程中的应用。