丰满大坝抗震安全性评价

本文主要研究丰满大坝在设计地震作用下的动力响应及其抗震安全性.首先,采用仿真模拟新技术,对典型的挡水坝段和溢流坝段进行了动力模型破坏试验,结果表明,大坝的抗震薄弱环节为大坝头部,在设计地震作用下,有80%的保证率不出现裂缝.进一步按规范检验了大坝的抗震强度和稳定性,按动接触力学方法分析了纵缝对大坝静、动力特性的影响.据此对大坝的抗震安全性作出了评价.     

地震荷载作用下高坝坝基的动力响应特征分析

采用有限元软件对某水利枢纽非溢流坝段进行抗震分析,建立非溢流坝段的动力计算模型,进行模态求解、反应谱分析。通过动力有限元的计算分析,表明在坝踵回填混凝土之后,坝体的应力状态得到了显著改善。     

基于ANSYS混凝土重力坝流固耦合动力特性分析

以某混凝土重力坝非溢流坝段动力特性为背景,探讨流固耦合效应对结构自振特性的影响,运用大型有限元软件对结构自振特性进行分析计算,得出了流体对结构自振特性影响以及结构的固有频率,避免在运行过程中发生共振,造成对结构的破坏。     

潘家口水库18~#非溢流坝段抗震安全复核

地震动力分析是水工设计中的重点和难点,介绍了河北省潘家口水库主坝18#非溢流坝段的地震动力分析。采用可靠度理论的分项系数法,建立三维有限元实体模型,采用通用有限元分析软件ANSYS对坝段进行地震动力分析。并与拟静力法计算成果比较,两者较为吻合。     

裂缝重力坝溢流坝段地震反应分析

混凝土重力坝是我国水利工程中应用最为广泛的水坝,但由于坝体裂缝等病害的影响,使得对于地震作用下带裂缝工作重力坝的地震反应分析与机制研究已成为近年来研究工作的热点。基于相关理论研究基础,结合菩萨庙水库混凝土重力坝溢流段,对带裂缝工作重力坝溢流段的地震反应进行了数值模拟分析,并利用混凝土弥散裂缝本构模型对混凝土材料的动力特征进行了模拟,最后通过对不同工况下带裂缝溢流坝段的动位移以及动应力的反应情况,对比分析了溢流坝段的破坏规律与地震反应间的差异性,为今后坝体的修复与维护提供数据支持。     

地震波斜入射下混凝土重力坝的塑性损伤响应分析

我国西南强震区建设有大量混凝土坝,复杂地形条件下地震波入射角度对混凝土坝动力响应影响较大,然而,目前相关研究以线弹性模型为主,在合理考虑坝体的真实破坏状态方面存在局限性。本文以Koyna混凝土重力坝为研究对象,建立三维非线性有限元分析模型,采用了基于黏弹性边界的地震波动输入方法,结合塑性损伤模型分别分析了地震P波和SV波斜入射下坝体的动力响应,并提出地震破坏评价模型对震后坝体损伤进行评估。研究表明,地震波入射角度及波型对坝体动力响应影响较大,P波入射下位移应力和损伤在60°时达到最大,SV波入射下在0°时达到最大,证明了考虑地震波入射角的必要性;采用塑性损伤本构结合损伤评价指标合理地反映了坝体破坏程度,并针对薄弱地区提出抗震设计改进。因此,在同类型工程的安全评价中应该综合考虑地震波斜入射和筑坝材料的非线性特征。     

重力坝溢流坝段动力破坏过程的数值分析

通过Koyna典型震害实例进行仿真方法验证,并以某大型重力坝溢流坝段典型工程实例进行动力破坏仿真。研究结果表明:坝踵、闸墩与溢流面及与下游导墙交接处首先损伤破坏,大坝整体损伤状态均在地震动峰值时刻后基本稳定;闸墩与溢流坝面交接带贯通性损伤、开裂破坏是制约溢流坝段抗震性能的关键,威胁大坝的蓄水功能。     

高重力坝底孔坝段有限元静动力分析研究

某200m级的碾压混凝土重力坝坝基地质条件复杂,两条断层分别位于坝踵、坝趾附近岩体的关键部位,对坝基、坝体的变形、应力、抗滑稳定性等有较大的影响,因此有必要采用有限元法复核该坝在静动力作用下的应力变形。建立了该坝底孔坝段的三维有限元模型,分别以规范反应谱、场地反应谱为目标谱合成了设计地震、校核地震下共四条人工地震波,然后对该底孔坝段模型在九种工况下进行了静、动力分析,并对坝体关键部位的主应力按极限状态公式进行了强度验算。结果表明:在静力、设计地震、校核地震作用下,底孔坝段坝踵垫层混凝土和上、下游折坡处材料抗拉强度均满足要求;坝趾的抗压强度也满足要求,并且具有较大的安全裕度;场地谱人工波的计算结果与规范谱人工波的结果很接近。     

基于ANSYS的大型渡槽地震动力结构性态分析

大型渡槽广泛应用在长距离输水工程,不少渡槽会穿于地震高烈度地区。为了提高渡槽的抗震性能及优化渡槽结构,需要对渡槽不利部位的特征点进行抗震动力计算。文章首先计算了渡槽结构的自振特性,采用了附加质量法模拟动水压力,结合规范要求的反应谱构造了人工波的地震动输入,分析了槽身侧墙和底板动力响应的最值点的变化特性。由工程案例可知：槽身侧墙的中间高度较为容易出现破坏,槽身底板在跨端部位较跨中处更容易出现破坏。该研究方法可为同类大型渡槽的动力分析提供范例指导。     

铜街子水电站溢流坝段整体地质力学模型破坏试验研究

应用地质力学模型破坏试验，研究了铜街子溢流坝段枢纽基础的整体稳定问题，并与三维非线性有限元分析计算进行相互验证，从而更能准确地对溢流坝段的安全度进行综合评估     

地震模拟振动台的数字仿真及其在龙江拱坝上的应用

通过对地震模拟振动台工作原理的模仿,用计算机技术实现了对地震模拟振动台的数字仿真。在这一“仿真模型”中,黏弹性边界被用来吸收外传的散射波,因此,计入了无限地基辐射阻尼的影响。利用该“仿真模型”计算了龙江拱坝的地震反应,计算结果表明:考虑无限地基辐射阻尼的影响,龙江拱坝的动拱梁应力与无质量地基模型比较均有较大幅度的降低,最大降幅约在40%~50%范围内,且导致正常蓄水位和死水位条件下,大坝静动综合的最大主拉、主压应力明显降低。     

面板堆石坝振动模型试验及动力分析研究

本文对混凝土面板堆石坝振动台模型试验及动力分析研究的有关成果及存在问题进行了分析和评述, 报导了我国"九五"国家重点科技攻关专题"强震区面板坝大型振动台模型试验及动力分析"研究中所取得的主要成果和进展; (1)进行了大量面板坝振动模型试验, 考虑了模型设计中的多项影响因素, 研究了各项因素对试验结果的影响, 得到了模型坝的各项地震反应性状: (2)研制了面板坝三维有效应力非线性动力分析方法和计算程序, 并通过模型试验进行了验证; (3)采用割线模量的概念统一静、动力反应和地震残余变形分析, 开发了等效线性动、静力耦合计算方法和程序; (4)采用等效线性方法对不同模型坝和不同试验方案进行了地震动力反应分析, 将计算结果与模型试验结果相对,比验证和改进了等效线性分析方法: (5)根据静、动力特性试验结果, 探讨了小变开下高、低应力状态土石料应力-应变关系存在相似性, 并推导了大型振动台模型试验的相似律;(6)将经过模型试验验证和改方法及程序用于具体工程的抗震设计, 得出了一些有理论和实际使用价值的结论, 并提出了有效的抗震工程措施.     

拱坝横缝有初始开度的数值模型和试验验证

针对横缝有初始开度的拱坝地震响应分析的需要，建立了一个有初始开度横缝的数值模型，并且采用模型拱坝常规振动试验和破坏振动试验的结果验证了该数值模型的合理性．分析计算的结果表明，拱坝横缝初始开度会改变坝体自振特性，并且可能改变坝体地震响应规律。     

水工混凝土结构抗震研究进展的回顾和展望

全面概述了中国水利水电科学研究院近50年来在水工混凝土结构抗震研究领域的主要创新性思路和成果的进展,包括其抗震安全评价的三个相互配套的方面。在地震动输入方面为:大坝抗震设防水准框架的制定、场址相关地震动参数的合理确定、坝址地震动输入机制的理解。在结构地震响应方面为:结构抗震的动力分析、结构抗震的动力模型试验、现场测振试验和地震监测、水工抗震设计规范的编制和修订。在大坝混凝土动态抗力方面为:大坝混凝土全级配大试件动态抗折试验、对试验结果的理论探讨、大坝混凝土三维动态细观力学分析、CT技术在混凝土动态抗力研究中的应用。阐述了研究群体形成的主要工作理念为:突出工程观点、强调全面综合评价、重视实践检验、发扬团队协作精神。最后,提出了今后研究的展望。     

阿海水电站厂房坝段地震破坏试验研究

采用和混凝土力学性能相似的仿真混凝土材料,结合振动台试验技术,对模型进行合理设计。采用逐级加载方法,研究阿海碾压混凝土重力坝厂房坝段在地震荷载作用下的动力破坏发展过程及地震破坏形态。试验结果表明:引水管和坝体相交的坝头部位是厂房坝段的抗震薄弱部位;大坝开裂后坝体的整体刚度迅速下降,可以结合坝体基频、残余应变的变化以及对坝体表面宏观裂缝的观察,综合分析大坝的损伤破坏过程。试验结果为工程设计人员进行大坝抗震设计提供了参考。     

拱坝振动台动力破坏模型试验及其结构动力特性

研究拱坝结构抗震性能及破坏形态的重要手段为拱坝振动台动力模型试验,试验配制一种以重晶砂、重晶石粉和水泥为主要成分的模型材料,结合选用的振动台所具备的条件及模型材料的力学性能,设计拱坝振动台试验模型,并测试和获取其在不同地震荷载下的动力响应。选择某一工况进行分析,该工况下结构开始出现明显裂缝损伤并逐渐发展。通过分析该工况下结构动应变响应,分析其损伤出现的时间,由此将该工况分为4个时段。通过计算分析不同时段多个加速度响应测点的加速度放大系数,并引入模态参数辨识的数值子空间辨识算法和ARX模型辨识法,计算不同时段+拱坝模型的自振频率和阻尼比,并将其与损伤发展情况相对比,以分析拱坝模型损伤发展情况及其结构动力特性。研究结果可为拱坝振动台试验制作和结果分析提供价值性参考,并可为拱坝结构动力特性参数识别和损伤诊断方法提供验证素材。     

宽尾墩挑流联合消能工在坡帖溢流坝上的应用

宽尾墩应用于浆砌石挑流消能溢流坝－坡帖水电站溢流坝，在国内为首例，试验研究和工程运行实践表明：合理地布置宽尾墩，可由较简单的设施获得良好的消能防冲效果。介绍坡帖水电站溢流坝应用宽尾墩的研究成果，并作了一些理论上的探讨。     

深覆盖层上高堆石坝的振动台试验研究

 通过振动台试验研究，探讨了修建在深覆盖层上的高堆石坝动力工作性态；验证了数值分析时建立的考虑坝体-地基相互作用的数学、力学模型的正确性。同时，还探讨了堆石坝模型试验的一些方法和技巧。     

拱坝振动台模型边界与材料特性对坝体自振特性的影响分析

为了分析模型边界与模型材料对大型拱坝振动台试验模型坝体自振特性的影响,该文针对国内某一特高混凝土拱坝振动台试验模型,利用有限元方法计算分析了不同影响因素参数变化对坝体自振特性的影响。结果表明:(1)地基边界弹模变化对大坝前6阶自振频率影响很小;(2)坝体自振频率随单层坝体材料弹模呈正相关变化,且5～8层坝体弹模变化对坝体自振频率影响相对较大;(3)当地基材料弹模降低时,大坝自振频率降幅明显。当地基弹模逐渐增大时,前两阶自振频率保持相对稳定,中高阶自振频率增幅较大;(4)胶体单独作用和胶与尼龙丝联合作用对坝体自振特性的影响均较小。     

基于动力离心模型试验的弱透水夹层尾矿库地震响应研究

尾矿库是具有高势能的泥石流灾害源,一旦发生溃坝会对下游人员和设施造成极大威胁。本文基于离心机振动台,针对含弱透水夹层的上游法堆石尾矿坝开展了动力离心模型试验,模拟了典型尾矿库在地震作用下的破坏过程。重点探究了尾矿库内部孔隙水压力变化规律、地震作用下尾矿液化的形成和发展规律以及库内弱透水层对液化破坏过程的影响。试验结果表明:尾矿坝受地震荷载作用时,初期坝的安全程度较高,不易发生破坏,溃坝则主要是由于尾矿库内部孔压升高造成局部发生液化,进而导致尾矿坝发生变形和破坏。尾矿坝发生变形前期,主要以尾矿水平向下游流动为主,未发生液化的部分则以相对完整的整体发生位移;尾矿库内部的弱透水层会影响内部孔压积累的过程,同时会加速附近土体的液化过程。