考虑地震波斜入射作用的坝后式厂房动力响应分析

为探究地震波斜入射作用对坝后式厂房上部结构的影响,构建了龙开口水电站二维厂坝整体连接有限元模型,根据粘弹性边界理论,编制了平面P、SV波斜入射波动程序,输入地震波采用抗震设计要求的人工波,分析坝后式厂房上下游墙的动力响应可知,P、SV波斜入射作用下坝后式厂房上下游墙的动力响应与垂直入射时明显不同,从位移来看,SV波入射角度越大,上下游墙体的水平向位移峰值越大,高程越高,水平向位移峰值变化越快;从应力来看,随着SV波入射角度的增大,应力控制点的第一主应力逐渐减小,而P波斜入射时应力的变化规律与SV波相反。     

岩质边坡在不同地震波入射方向下的动力响应分析

采用时程分析法、运用ANSYS软件分析了岩质边坡在不同地震波入射方向下的动力响应规律.结果表明,位移放大系数随地震波入射角的增大,在0°～5°时增幅较大,出现拐点后减小;位移放大系数的最大值并非发生在垂直入射时,而是与垂直入射成一定角度;加速度响应也表现出同样规律,但没位移响应明显,且坡顶与坡底的变化规律差异较大.该方法为未来深入研究提供了理论参考.     

深厚覆盖层上土石坝二维地震加速度分布研究

计算了无覆盖层与不同厚度覆盖层上土石坝地震响应,并对比了土石坝的加速度分布规律,分析了不同厚度覆盖层对大坝加速度反应的影响.结果表明,覆盖层对地震加速度的分布与峰值均存在不可忽略的影响.     

景洪电站碾压混凝土重力坝强震监测分析

为分析景洪电站碾压混凝土重力坝在地震过程中的动力反应情况,对坝体上布置的五台强震仪在缅甸、勐海、景洪三次地震中获得的监测资料进行了时域和频域分析。结果表明,大坝在三次地震过程中加速度峰值较小,最大为37.26cm/s2;坝体顶部在地震过程中反应较强烈,其中以最高坝段坝顶地震反应最为强烈;大坝对地震波有明显放大作用,且远震对大坝的影响比同等加速度峰值条件下的近震更为不利;三次地震坝址区地震烈度都不超过5度,而景洪电站大坝抗震设防烈度为8度,故地震未对大坝产生明显不利影响。     

基于规范标准设计反应谱的参数敏感性分析

抗震设计反应谱是土石坝动力计算分析的主要依据,其中反应谱参数的合理确定是工程抗震安全分析的重要环节之一。基于《水工建筑物抗震设计规范》设计反应谱,依托某心墙堆石坝,初步探讨了反应谱参数对坝体动力反应及地震永久变形的影响。结果表明,增加地震动峰值加速度、增大动力放大系数最大值、延长反应谱特征周期均会使坝体的加速度反应和永久变形在一定程度上增大,由此对反应谱参数的选择提出了一些合理化建议。     

边坡动力响应特性及破坏过程的振动台试验研究

以某护坡工程中的岩土边坡为原型,设计并制备了坡高1 m、坡角45°的模型边坡,通过输入不同振幅的人工波、随机波和白噪声激励,采用大型振动台动力模型试验研究了边坡的动力响应规律及已知滑动面条件下的边坡失稳滑动机理。试验结果表明,不管是坡体表面或内部,加速度放大系数均随高程增加呈放大效应,相同高程的边坡表面放大系数略高于坡体内部,且呈现出一定的趋表效应;随着地震波加速度幅值的增加,结构面开始出现张开、闭合、滑移的运动状态,进而产生较大的位移并发生失稳破坏。     

基于振型叠加的高土石坝抗震稳定有限元法及其应用

为反映高土石坝地震反应加速度分布的特点,基于振型叠加方法提出了一种应用于高土石坝抗震稳定分析的有限元方法,首先对大坝进行振型分析,基于振型叠加方法得到作用于单元节点上的等效拟静力地震荷载,再用强度折减弹塑性有限元法计算获得大坝抗震稳定安全系数。通过对典型高心墙土石坝的抗震稳定分析,验证了该方法的可行性与合理性,所确定的坝体地震惯性力分布特征为“鞭梢效应”有所增加,且坝体材料特性影响地震加速度分布。     

特厚覆盖层动力反应分析的瑞利阻尼系数确定方法与应用

综合考虑地震波的频谱特性和地基土层的特性,研究了Rayleigh阻尼模型2个控制频率的选取方法,分析了强震区500m级特厚覆盖层的动力响应,以及剪切波速对覆盖层坝基动力响应的影响.研究认为,在峰值加速度0.55g的场地谱人工波和规范谱人工波作用下,500m级特厚覆盖层建基面放大倍数小于1;输入地震波的频谱特性对计算结果影响较大,在高频分量参与较多的地震波作用下,500m级特厚覆盖层有较多阶的高阶振型被激发,成为构成总体动力响应的一部分主要振型;动力反应最大加速度值和剪切波速基本成正比,在实际勘探工作中,剪切波速测试和预测分析的准确性需足够重视.     

地震作用下某钢管桩码头排架结构耗能特性分析

为研究地震动强度对钢管桩码头结构耗能特性的影响,分析了江苏省某钢管桩码头排架在不同地震峰值加速度下的能量耗散特性,选取与抗震规范加速度反应谱符合程度较好的两条实际地震波和一条人工波作为设计地震动,采用循环荷载作用下的p-y土弹簧模拟桩土相互作用。计算结果表明,在地震动峰值加速度确定的条件下,根据所提方法选择的三条地震波输入结构的总能量大小比较接近;地震作用下,钢管桩码头结构主要耗能形式是阻尼耗能,占比高于80%,滞回耗能占比较小,说明结构损伤程度较低,抗震性能较好;大震情况下损伤主要发生在陆侧第一根桩基,入土深度对桩基滞回耗能分配有较大影响。     

高寒区深覆盖层土石坝非线性动力分析

西藏高原地区存在大范围的冻土区域,因而研究该区域冻土对土石坝结构抗震安全性能的影响尤为必要。根据高寒区深覆盖层西藏旁多土石坝工程结构参数建立三维仿真分析模型,采用无限元法模拟无限地基辐射阻尼效应,通过渗流场和温度场分析确定出坝体-坝基冻土所在区域。采用等效线性方法计算分析不同工况下考虑冻土、不考虑冻土的结构动力特性和抗震性能,结果表明冻土的存在对土石坝结构动力特性和抗震性能均产生了一定的影响。     

金佛山沥青混凝土心墙堆石坝地震反应三维有限元分析

针对金佛山沥青混凝土心墙堆石坝的特点,采用三维非线性动力有限元法进行了地震动力反应分析,重点研究了坝体在地震荷载作用下的加速度、动应力、地震永久变形的变化规律和分布。结果表明,加速度在坝顶附近达到最大值,存在明显的鞭梢效应;动应力在坝体分布较均匀;坝体永久变形不大。可见大坝整体抗震性能较好,满足给定地震作用下的抗震安全性要求。     

基于弹塑性有限元法的高土石坝钉结护面板加固抗震效果分析

针对目前高土石坝钉结护面板抗震加固设计主要采用工程类比法但却缺少相应的数值分析方法的问题,尝试利用弹塑性有限元方法对150 m级面板堆石坝钉结护面板抗震进行加固设计,分析了强震作用下面板堆石坝的加速度反应、坝顶区堆石体剪应变及大坝整体地震变形。结果表明,采用钉结护面板加固措施后,大坝加速度反应变化不明显,但坝顶区堆石体的剪应变和坝体高剪应变区范围均有所减小,加固范围内的坝体顺河向地震变形减少了约20%。     

基于P-D-ε曲线的混凝土重力坝抗震分析

为分析混凝土重力坝的抗震能力,基于Koyna地震波设置若干地震工况,先利用混凝土塑性损伤模型(CDP模型),基于ABAQUS计算大坝的地震响应,并提取关键区域混凝土的应变时程曲线,再使用基于可靠度的混凝土最大应变与损伤关系曲线(P-D-ε曲线)分析混凝土的损伤程度,进而判断混凝土大坝在不同状态下可承受的峰值加速度。结果表明,在地震输入加速度峰值较小时,坝体会出现局部损伤,但未破坏,当达到较大峰值加速度时,坝颈混凝土破坏,大坝安全性降低。     

考虑行波效应的混凝土高坝系统地震分析与损伤评价

为研究地震动行波效应的影响,基于时程分析的数值方法,对国内某高坝系统在强震作用下的动力响应进行模拟,即引入等效三维一致粘弹性人工边界,推导了计入水流向行波效应的地震动输入公式,将等效荷载作用于人工边界对行波输入进行验证;考虑坝体和基岩材料非线性,结合与规范相统一的混凝土本构和能量等效性假设,推导出归一化混凝土本构与损伤因子的对应关系;模拟库水可压缩性和坝体伸缩横缝的开合非线性,以不耦合损伤变量的简化地震损伤评估方法进行安全评价。结果表明,上部坝肩和左、右侧边表孔顶部是抗震的薄弱部位,不考虑水流向行波效应对高坝抗震设计偏保守。     

董箐混凝土面板堆石坝地震响应特性研究

针对董箐混凝土面板堆石坝的抗震安全性要求,采用三维非线性动力有限元方法,考虑堆石料的动力非线 性及地震时坝体动水压力作用,采用等效线性模型求解坝体的地震反应,获得了该坝在EI-Centro地震波作用下及 峰值加速度时坝体和面板的加速度反应、位移反应、应力反应、垂直缝与周边缝位移反应及坝体地震残余变形等 地震动力反应特性,揭示了董箐面板堆石坝的地震反应规律与特点,分析了坝体的抗震安全性,论证了设计方案 的合理性。     

哈达山工程土坝地震反应三维有限元分析

以哈达山水利枢纽坝址区地震为例,采用三维非线性有限元法建立了土坝和坝基的三维非线性有限元模型,并根据提供的地震动加速度曲线采用动力时程分析法对大坝进行地震反应分析。结果表明,设计地震作用下坝体的加速度、位移和应力反应均小,地震永久变形不明显,约为最大坝高(含坝基覆盖层)的0.10%,整体稳定性满足要求,设计方案合理。     

某混凝土重力坝极限抗震安全评价

针对某重力坝典型非溢流坝段抗震问题,运用ADINA软件建立了反映坝体混凝土与地基岩体材料非线性的重力坝抗震分析模型,采用地震动超载的方法对重力坝的极限抗震能力进行了分析,并探讨了分别以坝体混凝土开裂区贯穿和地基塑性区贯通作为大坝和地基动力稳定判别标准的抗震安全评价方法。结果表明,该重力坝典型坝段能承受峰值加速度约为0.826g的地震。     

基于内力法理论的拱坝动力计算

基于动力拱梁法理论,借助GDP32X软件在拱坝体形优化过程中进行敏感性设计,引入了GRUD系数以计算拱 坝的动力反应,直接应用地震动加速度波及快速傅里叶变换解算拱坝动力方程,并以松塔拱坝为例进行了实例验 证。结果表明,本文方法科学、合理、实用、有效。     

基于随机变量的大坝自振频率计算

针对地震对水工结构的作用输入及结构的地震响应机理的复杂性,基于随机动力学分析理论,采用结构动 力学基本方程,构建了考虑动力水作用、地震时地面加速度及结构自身弹性模量等随机变量的结构自振频率数学 模型,并应用于某双曲高拱坝中。数值计算结果表明,不同振型对应的结构自振频率均值有一定的变化规律,而 变异系数变化不大,但两者具有一定的相关性,均受随机输入变量的影响,且表现出相同的随机性。为进一步研 究强地震荷载下高库大坝结构的破坏机理提供了参考。