地震荷载作用下裂缝内水压变化规律研究

在地震荷载作用下,混凝土重力高坝含水裂缝快速张开闭合导致水体压缩,产生附加水压,极易引起裂缝失稳。为了探究地震荷载作用下裂缝内水压变化规律,假定裂缝形状为椭圆形,推导出裂缝在地震荷载作用下附加水压计算公式。通过实例分析地震荷载作用对裂缝内附加水压及裂尖应力强度因子在不同方向、不同尺寸以及不同排水率条件下的影响。研究表明:在地震荷载作用下,计算实例的最大附加水压达到初始水压的7.55倍;随着初始裂缝宽度的增大,最大附加水压和裂尖附加应力强度因子快速减小,且初始裂缝宽度越小,排水率对附加水压的影响程度越大;裂缝倾斜角度对裂尖附加应力强度因子影响不显著。研究结果可为进一步研究地震荷载作用下重力高坝中裂缝的稳定性提供理论基础。     

地震荷载作用下大坝系统的非线性动力损伤分析

本文在连续损伤力学理论基础上,把非线性动力损伤的概念引入岩石类介质的本构模型,分别提出岩石类材料的脆性动力损伤和粘弹塑性动力损伤破坏模型。同时,将损伤、渗流及孔隙率演化等相互耦合的有效应力概念引入Mohr-Coulomb破坏准则,用于分析在渗流压力、损伤发展、孔隙率演化和动应力共同作用下堤坝及岩基系统的非线性地震动力损伤,建立了相应的二维有限元动力损伤数值分析模型,并应用于地震荷载作用下的龙滩混凝土重力坝及其岩基的破坏过程分析,分析结果可作为大坝的安全性评估的依据。     

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。     

新西兰两家大坝业主提出的地震荷载评估准则

介绍了对新西兰两业主的大坝进行安全评估确定地震荷载所用的准则,概述了所采用的原则,方法和选择准则时所研究的国际标准。     

地震荷载作用下某水利枢纽大坝响应机理分析

根据某水利枢纽大坝工程,对地震荷载下坝体响应机理进行分析.从坝体地震加速响应、动位移响应以及混凝土心墙坝应力响应3个方面进行分析.结果表明:大坝地震响应具有显著的辫梢效应,动位移与坝体高程呈正相关关系,地震影响下,混凝土心墙出现短暂的拉应力.在设计过程中,应当重视坝体结构对地震影响的放大作用,预留足够的安全度.     

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....     

不同损伤模型下的混凝土拉伸力学性能分析

采用双折线模型、Mazars模型和Lemaitre模型三种损伤模型来计算二级配混凝土的拉伸强度,研究混凝土立方体的力学性能以及混凝土立方体的破坏过程,同时利用计算出的应力应变数据绘制应力~应变曲线,从而得出单轴荷载作用下混凝土试件的破坏规律,分析结果表明,采用前两个损伤模型来研究混凝土的力学性能是可行的。     

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。     

土石坝溃坝离心模型试验中水流控制与测量

针对目前土石坝溃坝离心模型试验中存在的问题,研发了一套伺服水阀流量控制装置,显著提高了土石坝溃坝离心模型试验上游来水条件的控制精度,有效降低了模型试验结果的不确定性;建立了土石坝溃坝离心模型试验的水流相似准则;提出了一种采用内置于模型箱端板上的薄壁矩形量水堰测量土石坝溃坝离心模型试验中溃坝洪水流量过程的方法,并通过超重力场下的放水试验,证明了薄壁矩形量水堰的流量系数与离心机加速度无关,采用内置于模型箱端板上的薄壁矩形量水堰可准确测定土石坝溃坝离心模型试验中的溃坝洪水流量过程。     

随机地震动输入模型研究及渡槽抗震分析

在平稳地震动过程的Kanai-Tajimi模型和Clough-Penzien模型的基础上,分别建立了2种全非平稳地震动加速度过程的广义演变谱模型。根据我国现行的《水工建筑物抗震设计规范》(DL 5073—2000),确定了2种广义演变谱模型的参数值。应用非平稳随机过程模拟的谱表示-随机函数方法,分别生成了基于2种广义演变谱的全非平稳地震动代表性时程集合,并进行了二阶数值统计值的对比分析。同时,通过代表性时程集合的平均反应谱与规范反应谱的拟合比较,发现K-T(Kanai-Tajimi)广义演变谱模型更适用于水工建筑物抗震设计。最后,将K-T广义演变谱模型与概率密度演化理论相结合,对渡槽结构进行了随机地震反应和抗震可靠度分析。     

水库大坝震损预测模型构建探索

我国是地震频发国家,震损水库是国家与社会关注的重大公共安全问题。研究构建水库大坝震损程度数学预测模型,对于快速评价水库大坝的震损程度,辅助政府部门应急决策具有重要意义。根据已有研究成果,确立了水库大坝震损的主要影响因素,构建了水库大坝震损预测隐式模型,通过进一步分析各种影响因素与水库大坝震损程度的关系,建立了水库大坝震损预测显式模型,并给出了求解方法。     

均质土坝漫顶溃坝模型相似准则研究

由于土石坝溃坝过程具有强非线性,溃坝机理非常复杂,土石坝溃坝模型试验相似理论研究有较大的难度。基于近年来南京水利科学研究院开展的5次国内外最高黏性土均质坝漫顶溃坝实体试验及20多组室内漫顶溃坝试验,"陡坎"式侵蚀被认为是土石坝漫顶溃坝的重要机理之一。从这一机理出发,该文推导获得了均质土坝漫顶溃坝过程模型试验的两个重要相似准则:"陡坎"移动速度相似比尺λR及溃口流量过程时间比尺λt。两次现场大尺度溃坝试验数据验证表明,该文获得的溃坝模型相似率能够较好的反演均质土坝漫顶溃坝过程,有较好的参考价值。     

乌东德高拱坝振动台动力模型试验研究

目前国内外高拱坝遭受震害的实例较少,缺乏足够且有效的原型地震破坏观测资料。采用振动台动力模型试验方法,对270 m高的乌东德拱坝在强震条件下的破坏过程和破坏形态进行研究,分析坝体地震破坏模式和结构抗震薄弱部位,评价大坝的抗震安全性。研究结果表明:模型试验分析得出了乌东德拱坝自振特性、地震条件下加速度、动应变及横缝开度等动力响应,且与数值计算成果基本一致;在极限强震作用下,大坝建基面附近存在延伸深度有限的局部开裂,主要的破坏区域在于坝体的中上部,顶拱以下约1/3高度以内的区域形成上、下游贯通的梁向宏观裂缝;乌东德高拱坝在设计与校核地震作用下坝体应力状况较好,坝体横缝开度较小,且极限抗震能力较强。     

5.12汶川大地震-宝鸡市建筑物震害调查与分析

汶川大地震影响范围广泛,陕西省宝鸡市也遭受严重震害。根据对宝鸡市受灾现场的调查,介绍了学校、农村住宅、工业厂房、商业建筑以及水塔等不同建筑在本次大地震中遭受震害的情况,并对其破坏原因作了初步分析。