基于地震实测记录的二滩拱坝模态参数识别

结合二滩拱坝强震观测台阵在四川普格地震中的记录资料,利用频谱分析和时间序列分析,对二滩拱坝的频率、阻尼、振型等模态参数进行了识别.在识别结果的基础上,通过动力有限元计算的频率和实测频率相逼近的原则,建立了相应的有限元模型.识别结果表明,考虑地震时的水位条件,二滩拱坝的一阶振型为对称振型,二阶为反对称振型,特征频率分别为1.58 Hz和1.63 Hz,相应的阻尼比分别为1.5%和2.2%,拱坝的高阶阻尼比稍高,但一般不超过5%.     

地震危险性分析和地震动输入机制研究

结合溪洛渡,小湾等水电工程,研究300m级高拱坝抗震设计中的基础性问题：场址地震危险性分析中不确定性因素的影响分析,重大工程设定地震的确定,设计地震运输入机制等,建立了中国水利水电强震记录数据库,首次将地理信息系统（GIS）高新技术用于水库诱发地震危险性预测分析。本专题成果成大型高拱坝工程的抗震设计提供了一套更合理,具有实用价值的科学方法。     

用多拱梁位移法作拱坝动力分析

为解决用多拱梁分载法进行拱坝动力分析时计算较困难的问题 ,提出用多拱梁位移法作为拱坝动力分析的方法 ,即把拱坝离散为一系列水平向的拱和竖向的梁 ,推导出拱单元、梁单元、基础单元的单元刚度矩阵 ,用子空间迭代法计算拱坝的前n阶自振频率和振型向量 ,然后可计算出地震作用时拱坝的动力荷载及地震引起的拱坝应力。     

龙羊峡重力拱坝强震反应台阵

根据龙羊峡重力拱坝的运行特点，选择拱圈、拱冠梁的地震反应和坝基坝肩的不均匀地震输入三个主要观测目标，采用本科院组织研制的EDS型强震监测分析系统，建立了龙羊峡大坝强震反应台阵。根据水科院多年对拱坝的抗震研究成果和对龙羊峡拱坝的试验研究，制定了龙羊峡拱坝强震安全监测标准。在1990年底安装强震监测系统后的7年之中，台阵运行基本正常，先后取得强震加速度记录100多条，为龙羊峡大坝进行强震安全监测和拱坝抗震研究提供了可靠的依据。     

龙羊峡重力拱坝强震分析

为掌握坝区场地和坝体结构的地震反应特征，及时给出大坝地震安全监测数据和制定应急措施，在龙羊峡重力拱坝建立了强震反应台阵。至今，记录到强震加速度１００多条， 为龙羊峡强震记录的分析处理，研究两山岭本和拱坝反应特征及水库地震的特点，为龙羊峡大坝安全监测和抗震减灾提供了第一手资料。     

高拱坝伸缩横缝的开合对拱座岩体稳定的影响研究

高拱坝在强震作用下，伸缩横缝出现开裂，在一定程度上削弱了坝体的整体性能，不仅使得坝体的动力反应重新分布，坝肩岩体抗滑稳定的主要参数一拱端推力也产生很大变化，横缝的存在增加了对坝肩岩体进行抗滑稳定分析的复杂程度。本文给出了用动态子结构法计算有伸缩横缝坝体拱端推力的计算公式，并对坝体设有伸缩横缝的溪洛渡双曲拱坝的计算模型分别在人工地震波及柯依那地震波作用下，考虑库水 坝体相互作用、坝体自重、上游淤沙等因素的影响，对溪洛渡拱坝的拱端推力进行了计算，并通过拱端推力计算了拱座岩体的抗滑稳定安全系数。文中算式同样适用于其它结构。     

响水涧抽水蓄能电站转子支架模态与稳定性分析

国内外众多抽蓄电站的转子支架在运行过程中,均发生过因共振导致的振动过大与噪声问题,严重影响机组安全运行。针对此现象,利用有限元软件ANSYS对响水涧抽蓄电站转子支架进行模态分析,得到转子支架的模态频率与振型,并将典型故障工况激振力特点与转子支架模态结果进行对比分析。结果表明:转子支架前六阶模态频率在14.079～49.988 Hz范围内,其中四阶模态频率41.75 Hz与推力瓦不平整故障特征频率接近,但因所有推力瓦不平整很难出现,因此,该电站的转子支架不会产生常见的共振故障。     

溪洛渡双曲拱坝二期冷却效果研究

溪洛渡双曲拱坝是拟建的世界上最高的混凝土拱坝之一，施工期跨越5个高温季节，温控措施要求严格。本文利用数值仿真计算方法，研究了溪洛渡二期冷却效果，特别是研究了二期冷却时间对冷却效果的影响，研究表明，二期冷却对混凝土降温效果显著。     

恒山拱坝原型振动实验

用振型分解法确定拱坝的地震反应时,必须先了解拱坝的自振特性。在原型拱坝上进行振动实验,是确定拱坝自振特性的有效方法,可以测定拱坝的振型、频率和阻尼。在现代拱坝的抗震设计中,常常借助这种方法为设计提     

溪洛渡拱坝设计综述

溪洛渡拱坝的工程规模和技术难度均超出了现行拱坝设计规范的控制。为此，在可行性研究阶段，立足现有技术水平，借鉴国内外成功经验和最新研究成果，以规范为基础，佐以现代仿真分析和模型试验，结合工程类比，对溪洛渡拱坝建基面与拱坝体形、应力分析与设计强度、抗滑稳定与整体稳定、抗震分析与评价、温度控制、基础处理等进行了研究分析，使拱坝设计最终达到安全可靠、技术可行、经济合理。     

土耳其德里内尔拱坝在最大可信地震下的动力稳定性分析

本文讨论了位于土耳其东北部克鲁赫河上正在建设中的高250m德里内尔拱坝。该拱坝建基面开挖施工已于2005年完成，大坝混凝土已经开始浇筑，预计将于2010年完成大坝混凝土浇筑。建成后，该坝混凝土总方量为330万m3，将是土耳其最高的拱坝，也是世界上最高的拱坝之一。本文详细讨论了大坝的抗震设计。重现期为10000年的安全评估地震的峰值加速度为0.35g。在该地震作用下，坝体中上部将出现沿水平施工缝的裂缝，带有键槽的灌浆横缝也将张开。于是，大坝顶部由于开裂而形成的混凝土坝块可能向水库方向发生位移，本文研究了该混凝土坝块可能出现的最大位移和转动位移。     

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。     

大坝强震动响应参数放大效应研究

强震监测是大坝监测的重要内容,受地形地貌、场地条件和建筑物结构的影响,大坝在强震动条件下会呈现不同的响应特征。选用Seismosignal软件对监测记录数据进行预处理(数据波形错点剔除、基线校正、滤波去噪)和常规处理(数字积分和频谱计算),将处理得到的参数(加速度峰值、振幅谱峰值)与大坝高程进行相关性分析。研究结果表明:①随着高程的增加,加速度峰值和傅里叶谱峰值放大系数逐渐增加,具有明显的高程放大效应,坝顶放大效应明显,同时说明强震动引起的高程反应效应随高程的增加而逐渐增加;②3个方向上,加速度傅里叶谱幅值主频率主要集中在1.5～6.5 Hz频带范围内,而对其他频带起到滤波作用。研究成果可为大坝安全评价提供参考资料。     

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。     

基于NB35047-2015规范的锦屏拱坝抗震复核

能源行业标准《水电工程水工建筑物抗震设计规范》(NB35047-2015)已于2015年9月1日颁布实施。介绍了依据该规范开展的锦屏一级高拱坝抗震安全复核工作。主要内容包括:基于设定地震的场地相关设计反应谱研究;采用动力拱梁分载法、线弹性有限元法和非线性有限元法,进行设计和最大可信地震作用下的应力和坝肩岩体动力稳定分析;在选定的人工地震波基础上,采用以基岩峰值加速度在设计地震基础上比例放大的方式,进行大坝地基系统在超设计地震荷载下的地震超载能力分析。复核分析表明,锦屏一级高拱坝具有较高的抗震潜力;设计地震和最大可信地震作用下,坝体抗压强度安全满足现行抗震规范要求,且抗压强度安全有较大安全裕度,坝体拉应力基本未超过混凝土容许的应力范围,仅局部应力集中部位拉应力较大,能满足校核地震作用下"不溃坝"的设防要求。     

中国是世界拱坝大国也是世界拱坝强国——在《特高拱坝建设总结及安全运行管理研究》会议上的发言

中国拱坝数量占全世界的40%,数量最多;世界最高的三座拱坝都在中国,因此中国是世界拱坝大国。中国解决了岩溶地区拱坝防渗、狭窄河谷拱坝大流量泄洪等技术难题,发展了碾压混凝土拱坝筑坝技术。中国学者首创大坝混凝土标号分区技术,首创混凝土坝温度应力理论体系,解决了大坝裂缝这一世界性难题;建立了拱坝优化理论、混凝土坝仿真分析方法、混凝土坝有限元等效应力方法、混凝土坝数值监控方法等,在拱坝设计和科研上取得了全世界最多的重要成果,因此中国既是世界拱坝大国,又是世界拱坝强国。     

混凝土大坝的抗震安全评价

本文论证了混凝土大坝重点是高拱坝的抗震安全评价的实践与发展现状。现有的评价准则主要依据混凝土的强度，特别是抗拉强度来判断大坝的安全性。大坝的应力计算则以弹性动力分析为基础。各国规范关于地震设防水平和大坝的容许拉应力数值有很大差别，表明认识上的不一致。事实上，由于各坝坝高、坝型、地形、地质条件不同，地震时坝身中某一部分产生的最大拉应力不足以全面反映大坝的抗震安全性。混凝土的动态强度是大坝抗震安全评价中的一个薄弱环节。大坝抗震设计中目前只依据Raphael进行的局部加载速率的试验结果选取混凝土的动强度。实际上，地震作用下，不同的坝不同部位的应变速率是不相同的，而且混凝土的动强度还和应变历史、初始静抗压强度、含水量以及尺寸效应等许多因素有关，有待作深入研究。在以上分析基础上，文中建议了混凝土大坝抗震安全评价的合理方法以及进一步的研究方向。     

汶川地震中沙牌拱坝震情验证研究

本文针对汶川地震中沙牌拱坝的抗震表现,从推求坝址地震复原波、测定坝体混凝土材料实际强度两个方面力求使地震反应分析中的计算条件接近汶川地震中沙牌拱坝的实际情况,并在计算分析中通过调整拱坝接缝的初始强度取值,比对沙牌拱坝在汶川地震震后调查所体现的震损情况以推断震时实际的缝面强度。计算分析与实际抗震表现均验证了沙牌拱坝-地基体系具有较高的实际抗震能力,依据沙牌拱坝抗震表现分析了高拱坝体系较高抗震潜能的主要来源,说明遵照我国抗震规范精心设计施工的高拱坝—地基体系具有较大的抗震潜能。