新抗震规范要求下高拱坝抗震安全研究

白鹤滩水电站区域构造稳定性较差,2016年的设计地震动参数复核结果表明,场址100年超越概率2％相应基岩水平地震动峰值加速度为451 gal.根据NB 35047-2015《水电工程水工建筑物抗震设计规范》、GB18306-2015《中国地震动参数区划图》以及地震安全评价结果,基于复核后的地震动参数,对高289 m的白...     

拱坝抗震可靠度设计的研究

本文介绍拱坝抗震可靠度设计“八五”国家重点科技攻关的主要研究内容：拱坝抗震设防的概率水准；地震作用的概率模型；拱坝抗震可靠度设计的基本原则和分析方法；拱坝抗震可靠指标的系统校准和分项系数；以及拉西瓦高拱坝抗震可靠度的分析结果。研究的主要成果已纳入正在修编的《水工建筑物抗震设计规范》的送审稿中。     

应用新版区划图确定水利工程场地地震动参数方法

结合现行水利及相关行业抗震设计规范,讨论了新版区划图的主要改进之处,阐述了地震动参数在水利工程抗震设防中的意义与作用。应用新版区划图确定场地地震动参数方法:(1)从图上查得Ⅱ类场地条件下的基本地震动参数,地震概率水准为50 a超越概率10%;(2)根据场地土层等效剪切波速(或岩石剪切波速)及场地覆盖层厚度值,确定场地类别;(3)根据场地类别提出调整后的场地地震动参数(其中地震动峰值加速度不完全等同于设计地震加速度);(4)根据Ⅱ类场地地震动峰值加速度提出对应的地震烈度(不完全等同于设计烈度);(5)根据工程抗震设计需要提供其他概率水准的场地地震动参数。工程实例表明,新版区划图对水工建筑物提出了更高的抗震要求,可操作性更强,得到的场地地震动参数更为安全、科学与合理。     

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。     

基于设定地震反应谱的特高拱坝地震响应分析

用动力法计算地震作用效应时,设计反应谱是地震动的重要参数.新版GB 51247—2018《水工建筑物抗震设计标准》提出对需进行专门地震安全性评价的抗震设防类别为甲类的工程要求采用设定地震场地相关反应谱进行抗震分析,同时原水利部颁布的SL 203—1997《水工建筑物抗震设计规范》还未被废除.为研究设定地震反应谱与两本抗...     

高地震烈度下金安桥碾压混凝土重力坝动力分析

在9度设防烈度下，按《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073—2000）的标准和方法对金安桥碾压混凝土重力坝进行三维有限元动力计算，分析其地震动力响应，并按最不利原则进行静动应力组合，采用承载能力极限状态式校核其抗震强度和稳定安全。计算结果表明，金安桥碾压混凝土重力坝满足规范抗震设防要求，是安全可靠的。     

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。     

对特高坝抗震设计及相关技术标准的探讨

现行水工建筑物抗震设计规范规定,高度大于200m或有特殊问题的壅水建筑物,其抗震安全性应进行专门研究论证。通过总结国内已建坝高200m级以上特高坝采用的抗震设防标准、抗震计算分析方法、坝体动力反应情况、抗震措施设计,结合部分150m级大坝遭受设防烈度或超出设防烈度地震的震损情况,对各类特高坝的抗震设计技术标准进行了探讨,提出了初步建议。     

基于不同设计反应谱的高拱坝动力特性研究

采用动力法计算地震作用效应时,设计反应谱是地震动的重要参数。目前SL 203—97《水工建筑物抗震设计规范》和NB 35047—2015《水电工程水工建筑物抗震设计规范》两本抗震规范标准设计反应谱不同。文章以某高拱坝为例,采用不同设计反应谱生成的人工波,对大坝进行动力分析。研究成果表明:利用两种规范标准谱人工波计算出的坝体应力和横缝张开度规律一致,SL 203—97规范标准谱人工波计算得出的坝体拉应力较NB35047—2015规范标准谱减小超过25%,压应力减小10%～20%,横缝张开度减小30. 5%,研究成果为高拱坝进行抗震安全评价提供依据。     

水利水电工程抗震设防标准、计算方法与试验研究

水利水电工程抗震研究意义重大。介绍了抗震设防的标准、目前抗震分析和试验的手段、全级配混凝土动态特性研究、水工建筑物抗震设计规范和强震监测规范的主要特点。中国水利水电科学研究院利用地震振动台开展大坝破坏模型试验，并在大坝现场进行迫振试验，同时对其他水工建筑物如大型渡槽、隧洞、发电厂房、电力设施的抗震进行了研究，取得了诸多成果。     

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。     

高拱坝抗震安全研究

我国是多地震国家,高坝大库多建于西部强震区,其中坝高超过200 m的大坝多为混凝土拱坝,其抗震安全至关重要。结合2018年11月颁布实施的《水工建筑物抗震设计标准》(GB 51247—2018)的编制工作,在高拱坝抗震方面取得的主要研究成果,包括大坝抗震设防水准框架、大坝地震动参数的合理确定、大坝地震动输入机制、大坝—地基系统整体抗震稳定分析和大坝坝体强震损伤破坏机理分析,据此提出了最大可信地震下高拱坝抗震安全定量评价指标。     

水闸震害调查与抗震研究进展

通过对"5.12"汶川地震震区水闸震害调查资料以及其他水闸震害文献资料进行统计分析,讨论了水闸结构震害特点;对水闸震害的规律进行了分析,探讨了水闸的新震害趋势;之后对水闸抗震设计分析中的计算模型、地震动输入、特殊荷载(动水压力、闸门往复力、冰荷载)及相应荷载组合等问题进行探讨,结合现行水工建筑物规范对水闸抗震设防的要求,总结了水闸的抗震构造措施。     

国内外不同规范对弯剪破坏钢筋混凝土墩柱的受剪承载力计算比较

弯剪破坏作为地震作用下会发生的一种破坏方式,破坏过程较为复杂,各国对塑性铰区域受剪 承载的研究也相对较少,针对此问题,借助美国ＰＥＥＲ柱抗震性能试验数据库,统计分析了其中16根矩 形截面发生弯剪破坏的拟静力试验墩柱的数据,对我国水利行业标准《水工混凝土结构设计规范》（ＳＬ／ Ｔ191－96）、《水工混凝土结构设计规范》（ＳＬ191－2008）、电力行业标准《水工混凝土结构设计规范》（ＤＬ／ Ｔ5057－2009）及中国《混凝土结构设计规范》（ＧＢ50010－2010）中受剪承载力设计的可靠性进行了评价, 并与欧、美相关设计规范进行对比分析。研究表明,轴压比在0．1～0．3之间的弯剪破坏墩柱,规范基本 可满足承载力要求;而轴压比小于0．1或大于0．3的墩柱,在抗震设计时应予以注意。     

地震地表破裂成因分析——以玉树地震为例

通过对玉树地震区4个典型地表破裂观察点地表破裂的观察分析,认为地表破裂可以分为同震地表破裂和震后受重力等影响而形成的滑坡后缘破裂以及河岸垮塌体破裂等。同震地表破裂大部分与发震断层的出露位置一致,是断层错动引起的,但有一部分地表破裂与断层位置并不重合,其形成可能另有原因。断层是地壳中相对软弱带,其消耗能量的作用大于传递能量的作用。这类同震地表破裂很可能是震源体破裂释放的能量以地震波的形式通过极不均匀的上地壳传播,再经过地壳中断层、裂隙、岩层岩性界面、褶皱面等复杂的折射、反射过程,在局部地段叠加增强后最终突出地表释放能量形成的。这种由于地震波突出地表形成地震破裂的过程,可以称之为地震地表破裂的波突成因。由于地震波携带有发震构造的相关信息,因此即使是波突成因的同震地表破裂,其组合形式也能够反映发震构造的一些基本特征。     

河床式水电站厂房地震响应软弱基岩弹模敏感性分析

针对水工抗震设计规范的修订情况,以某软弱基岩河床式水电站厂房为例,对中间标准机组段建立基础—厂房整体有限元模型,研究设计反应谱特征周期和下降段衰减系数变动对厂房结构地震动响应的影响,然后依据《水电工程水工建筑物抗震设计规范》(NB 35047—2015)定量分析软弱基岩弹模变化对河床式水电站厂房自振特性及静动力响应的影响规律。结果表明:由于反应谱特征周期与衰减系数的调整,该厂房依照《水电工程水工建筑物抗震设计规范》(NB 35047—2015)所得响应较《水工建筑物抗震设计规范》(DL 5073—2000)更为剧烈,第一主应力与总位移可分别提高36.3%和29.8%,增强程度不可忽视。基岩弹模低于5.0 GPa时,厂房对基岩弹模的变化十分敏感,较小的改变也会显著影响厂房在静动力荷载环境下的应力、位移和变形等响应;基岩弹模高于5.0 GPa时,厂房对其变化不再敏感。可见,必须重视软弱基岩弹性模量参数改变的情况,这种改变将对其上建筑物的静动力计算结果产生不可忽视的影响。     

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。     

新旧抗震规范下重力坝抗震安全性能分析

结合新修订的《水电工程水工建筑物抗震设计规范》(NB35047-2015)与原来的《水工建筑物抗震设计规范》(DL5073-2000),采用振型分解反应谱法分析了新旧规范下重力坝地震动应力、动位移与动加速度的分布规律。研究结果表明:与采用原规范计算得到的结果相比,采用修订规范后,各坝型基频对应的反应谱放大系数增大,计算出的坝顶动位移有所增大,而坝顶动加速度反应却呈现降低趋势;建基面部位地震动应力反应有所增大;坝头部位的地震动应力反应有所降低;坝头部位以下的上、下游坝面地震动应力有所增大。结论为工程设计人员利用新抗震规范对重力坝进行抗震安全性评价提供了参考。     

汶川地震中西安高层建筑震害调查及分析

汶川大地震中,西安地区大部分高层建筑遭到程度不同的损坏,为了进一步分析高层建筑物的安全性能,以破坏比较明显的西安北郊赛高国际大厦为例进行分析。在震害调查的基础上,对该结构运用专用分析软件ETABS进行了地震作用下反应谱分析和弹性时程分析,对结构的安全性能和抗震能力进行了评估。结果表明,结构的各项指标均能符合规范要求,但其扭转效应较为明显,反映出结构剪力墙布置偏少且不均匀,部分非结构构件做法欠妥,应在构造措施上予以改善。赛高国际表现的问题具有普遍性,损坏主要集中在结构抗震缝、填充墙、外装饰层和装饰柱等非结构构件,主体结构抗震性能满足规范要求。