强震作用下特高拱坝非线性地震反应分析

研究采用等效一致黏弹性边界单元模拟拱坝无限地基辐射阻尼效应,给出了人工边界节点上等效地震荷载的计算公式,实现了拱坝-地基系统的地震动输入。以我国某特高拱坝为例,建立了拱坝-地基三维有限元分析模型,精细模拟了坝体体型、横缝、河谷形状、各类岩体以及主要地质构造。采用时程分析方法,综合考虑无限地基辐射阻尼效应、拱坝-库水动力相互作用、拱坝横缝动力接触非线性效应等因素,分析了拱坝-地基系统在强震作用下的动力响应,对拱坝抗震安全性进行了评价。研究成果为高拱坝设计提供了参考。     

300m级特高拱坝地震损伤特征分析

随着我国国民经济的发展和西部大开发的推进,一批已建或在建的高拱坝,比如小湾、溪洛渡、乌东德、白鹤滩等工程均位于我国的西部地区.相比200 m级大坝而言,300 m级特高坝抗震技术研究的时间较短,震害经验少,现行的水工建筑物抗震设计规范仅适用于200 m级以下的大坝,300 m级的特高坝尚无设计规范可循,目前这类特高坝的...     

设定地震场地相关设计反应谱的研究

我国现行国家标准《水工建筑物抗震设计标准》（GB 51247—2018）规定,场地相关设计反应谱宜釆用与基于《工程场地地震安全性评价》（GB 17741—2005）的设计地震动峰值加速度相应的“设定地震”确定。为便于工程技术人员理解和应用,本文进行了确定设定地震内涵和步骤的高级科普性阐述,将按《〈水电工程水工建筑物抗震设计规范〉（NB 35047—2015）设定地震确定场地相关设计反应谱补充说明》,以“最大发生概率原则”的确定方法加以说明。我国缺乏直接由强震记录统计的加速度反应谱衰减关系,权且采用美国“下一代衰减关系（NGA）”,其中涉及到震中距和断层距的转换,本文对转换过程进行了进一步论述,以期形成共识。此外,考虑到不同“NGA”衰减关系给出的加速度反应谱差异较大,提出确定设定地震反应谱的新思路。建议汇集已有岩基上较近距离的实测强震记录的反应谱资料,对其按震级和距离进行适当分档,然后插值确定设定地震的场地相关设计反应谱,这样既可以免除当前我国缺乏反应谱衰减关系的困难,还能使确定场地相关设计反应谱的过程大为简化和合理。     

基于设定地震场地相关反应谱的面板堆石坝动力计算

结合NB 35047-2015《水电工程水工建筑物抗震设计规范》,重点研究了基于规范标准设计反应谱、场地反应谱及设定地震的场地相关反应谱确定的动参数下面板堆石坝坝体的动力响应。依托于某面板堆石坝,计算了在上述三种反应谱下坝体的加速度响应、动位移、永久变形、坝坡塑性累计滑移量等指标。计算结果表明:采用设定地震的场地相关反应谱得到的坝体抗震各项指标均高于规范标准设计反应谱和场地反应谱,采用规范标准设计反应谱和场地反应谱确定的动参数进行面板堆石坝的抗震计算结果偏于保守,为面板堆石坝的抗震计算及设计提供参考。     

基于设定地震的重大工程场地设计反应谱的确定方法

场址设计地震动参数的合理确定是重大工程抗震安全分析的重要环节之一。本文分析了基于地震危险性概率分析方法所得到的一致概率反应谱所存在的问题和不足,提出了一个新的反应谱确定方法,其直接采用不经烈度转换的反应谱衰减关系式且以场地相应设防概率水平的地震动峰值加速度为前提,采用发生概率最大的原则和与潜在震源中主干断裂相关联的原则确定场地相关设计反应谱。实例分析表明,该方法所确定的设计地震及场址反应谱参数较为合理,易于为工程设计人员所接受,并能满足工程抗震设计需求。     

乌东德水电站设定地震及场地相关设计反应谱研究

乌东德水电站坝址地震地质条件复杂、基本烈度高、防震抗震问题突出.为合理评价乌东德大坝等抗震设防类别为甲类的重要建筑物抗震安全性能,采用了概率法和确定性方法相结合的设定地震方法,结合工程场地地震安全性评价给定的输入参数、衰减关系和设计地震动加速度值,依据发生概率最大的原则和潜在震源中主要发震构造,确定了设定地震的震级和震...     

关于龙羊峡拱坝坝肩地震动力反应问题

由于龙羊峡是国内首座设防烈度为9°(后8°)的高拱坝,左坝肩地形单薄,发生高地震时坝肩岩体会出现严重的稳定性问题.为此,从原型、模型和理论计算上全面地研究解决了这个问题.研究证明龙羊峡左坝肩地震动力反应为3～4倍,这个结论为大坝投运中多次实发地震所证实.虽然这些地震在坝址处的烈度均在6°或6°以下,但从本质上证实了20年前解决本问题的技术路线和反应量级甚至具体数字都是正确的.近年来我国强震区的特高拱坝均采用了这种办法.     

非均匀地震输入下的拱坝动力反应

通过对二滩等拱坝的动力反应分析,探讨了影响坝肩地震加速度分布的主要因素和坝肩地震加速度的分布规律,研究了坝肩地震动力放大作用、地震行波效应及坝肩地震自由场运动对拱坝动力反应的影响。     

底缝对高拱坝地震反应影响的研究

作为减少坝踵部位拉应力的一个工程措施，在拱坝上游底部设置人工底缝已有４０年的历史，然而，强震时底缝对高拱坝抗震性能的地震反应影响的机理和程度，为人们所关注。本文首先通过大型地震模拟振动台的大比尺动力模型试验，比较验证基于显式有限元结合人工透射边界的波动模拟方法与动接触力理论相结合开发的大坝非线性波动分析方法和程序；继而采用经试验验证程序，研究小湾高拱模拟底缝的地震反应。结果表明：底缝影响是局部的，     

拱坝施工缝张开时的地震反应

本文就有缝拱坝非线性动力分析方法及研究进展结合国外最新资料进行了评述。重点介绍了文献［１］中对ＭｏｒｒｏｗＰｏｉｎｔ双曲薄拱坝的研究方法及结果．说明了有缝拱坝施工缝张开时的地震反应的研究途径和方法．     

特高拱坝体形适应性分析研究

以西北地区某240 m特高拱坝为例,采用拱梁分载法,选择对拱坝体形设计影响较大且具有一定不确定性的参数,即地基综合变形模量、坝体混凝土弹性模量和线膨胀系数等进行敏感性分析,研究拱坝体形设计的合理性和适应性。经体形优化设计调整,对得到的拱坝体形进行关键参数的敏感性分析计算。由计算成果可知,当地基综合变形模量、坝体混凝土弹性模量和线膨胀系数在一定范围内浮动时,坝体应力、位移均满足设计要求,说明拱坝体形适应性较好。此研究方法将影响拱坝设计的不确定因素提前考虑,既可以减轻后续设计阶段体形优化调整的工作量,又可以保证拱坝建成后保持良好的工作状态,对类似工程设计具有重要的参考意义。     

小湾拱坝横缝配筋的非线性地震反应分析

小湾拱坝是待建的世界上最高的拱坝，由于强震作用下横缝张开对止水和坝体安全不利，是否采取横缝配筋的抗震加固措施是设计者迫切需要从理论上解决的问题。为此，首次将考虑横缝配筋的拱坝非线性分析模型应用于小湾拱坝横缝配筋的地震反应分析，计算结果表明，横向配筋可以显著控制拱坝横缝张开度、加强拱坝整体性并一定程度减缓由于横缝张开导致的梁向应力恶化的程度，但为防止梁向开裂，配置适量竖向钢筋仍属必要。     

特高拱坝施工进度仿真研究与应用

针对高拱坝仓数多、约束条件多、关系复杂等难题,为确保白鹤滩大坝整体均衡、连续上升,借鉴二滩、小湾、锦屏一级、溪洛渡、大岗山等拱坝施工进度仿真经验,融合工程物联网与离散系统仿真技术,提出了多要素多维耦合的高拱坝智能进度仿真理论,研发了特高拱坝进度仿真系统,实现了基于BIM全参数驱动的动态分层、图形化快速建模及施工进度的动态分析。工程应用实践表明,该仿真系统功能应用良好,为现场施工计划的编制、进度动态管理,提供了科学指导。     

特高拱坝温度控制与防裂研究进展

特高拱坝温控防裂至关重要,本文总结了近期特高拱坝温控防裂研究与实践成果,对抗裂安全系数制定、温控标准制定及温控措施的优化选择、温控施工质量控制等关键问题进行了系统的论述。提出如下建议:(1)抗裂安全系数应取1.8~2.0,温差标准从严控制,可取全坝统一的基础温差标准,最高温度控制标准则按封拱温度和允许基础温差之和进行控制;(2)按"早保护、小温差、慢冷却"、"三期冷却"、"智能监控"即"九三一"温控模式进行全过程温度控制;(3)空间温度梯度按"拟灌区、同冷区、过渡区、盖重区"控制,时间上的温度过程按"三期多阶段"控制,中期控温与冷却至关重要;(4)采用智能化的手段对施工过程进行全程质量监控,必要环节采用智能温控措施。上述建议旨在为特高拱坝相关规范的制订和修编提供参考。     

拱坝的非线性地震反应分析

拱坝的非线性地震反应分析Ｊ．Ｆ．霍尔Ｍ．Ｊ．道灵（美国）１概述非线性特性往往是拱坝对强震地面运动反应的重要部分［１］。这种反应的特点包括收缩缝的张开及由于收缩缝的垂直定向可能在水平面形成拉裂缝。一些水平开裂的迹象可从接缝的小比例尺模型试验中看到［２，...     

大岗山拱坝地震动力反应分析

比较了高低两种水位、不同地震荷载、无限地基辐射阻尼、地震自由场幅差相差对大岗山拱坝非线性动力响应的影响,以及各种工程抗震措施的抗震效果。由以上计算研究成果可以得出,大坝的地震动力反应较为强烈,但是通过计算分析,大坝的横缝开度、坝体应力和位移的量值仍在目前国内工程设计水平可以接受和控制的范围以内。通过有效的抗震工程措施,大岗山拱坝的抗震安全性是有保证的。     

地震反应谱的局限性及最新发展

地震反应谱方法是土木工程结构抗震设计的基本方法,我国2010新抗震设计规范继续将其作为求解结构地震作用的基本方法。本文回顾了地震反应谱的产生与发展,在研究了地震反应谱基本假设、基本特性及形状特征的基础上,归纳总结了地震反应谱存在的局限性及相应的改进措施,为完善地震反应谱方法及更好地利用地震反应谱理论进行结构抗震设计提供了基础。     

双曲拱坝地震动力响应分析

基于坝体-地基-库水系统运用三维线弹性有限元方法对双曲砌石拱坝进行了动力分析.比较了不同水位对拱坝自振特性的影响,采用时程分析法计算了双曲砌石拱坝在地震作用下的动应力、动位移及加速度,结果表明:坝水耦合作用提高了坝的整体质量,降低了自振频率;动应力、动位移及加速度的最大值均出现在拱冠顶部,而且当拱坝系统受3个方向地震波共同击振作用时坝体反应最为强烈.