拱形重力坝地震动力反应分析

本文运用有限元方法研究了拱形重力坝在地震作用下的动力反应。计算分析时考虑了坝 地基 库水动力相互作用下拱形重力坝的模态特性 ,同时利用时程法计算了拱形重力坝在地震作用下的动应力、动位移及加速度 ,对结果进行了分析。由结果可以得出动水压力采用质量元法是行之有效的。而且较其他的方法更为简便 ,迅速 ,从而大大提高了工作效率     

乌东德拱坝非线性地震反应分析

本文在计入坝、地基和库水动力相互作用的情况下,用LDDA(拉格朗日不连续变形分析)模拟拱坝横缝,粘弹性边界为吸能边界的拱坝地震输入模型计算乌东德拱坝非线性地震反应,研究无限地基辐射阻尼和拱坝横缝对坝体反应的影响,分析乌东德拱坝的静动力响应和拱坝横缝在地震作用下的张开情况,并将其计算成果与基于人工透射边界的时域显式有限元方法进行了比较分析.     

基于概率的混凝土重力坝地震反应分析

引入基于概率意义的分析方法,对地震反应分析中由于地面运动记录的不确定带来的结构反应不确定问题进了研究,并结合地震危险性分析的成果,得到了重力坝地震反应的超越概率.分析中首先选取一定数量的强震记录,在不同的地震烈度下对结构进行非线性分析.继而对分析得到的工程反应参数引入对数正态分布假设,通过回归分析得到其统计信息,并结合场地危险性曲线,得到年超越慨率.最后对SAC/FEMA简化分析方法中各条假定对结果的影响进行了评价.对本文研究的重力坝而言,地震危险性曲线假定和工程反应参数均值变化规律假定带来的影响较小,而工程反应参数标准差假定会带来显著影响.     

考虑温度荷载的丹江口大坝非线性地震反应分析

在目前的规范中,混凝土重力坝地震分析时是不须要考虑温度荷载的,但对于丹江口大坝加高工程,众多的研究及现场的监测数据表明,丹江口大坝新老混凝土结合面开裂主要是由于温度应力引起的。为更为详实地反映大坝的实际情况,在考虑温度荷载和新老混凝土结合面开裂状态的基础上,对丹江口大坝进行了非线性地震反应分析。     

基于耐震时程法的高拱坝地震易损性分析

基于耐震时程分析方法（ETA）,建立了三维坝体-库水-地基动力相互作用模型,进行高拱坝抗震性能评价。以基于目标反应谱合成的10条耐震加速度时程曲线为地震输入,选取坝体损伤体积比、坝顶坝踵顺河向相对位移和拱冠梁横缝开度作为结构性能指标,通过对结构不同性能水准的定义,建立了极限状态与结构性能指标之间的关系,以此为基础绘制易损性曲线。结果表明：随着耐震时程输入时间的增加,拱坝的各项响应值随之增大,不同响应指标对地震强度的敏感性不同,且ETA法与增量动力分析法（IDA）得到的响应结果基本一致,在同一性能水平下采用不同评价指标时对应的超越概率也不相同。因此,在进行结构的抗震性能评价时应综合考虑不同结构响应指标,选取不同性能下超越概率最大的结构响应指标进行分析。     

不同输入地震波作用下高土石坝地震反应分析与评价

采用基于黏弹塑性模型的三维真非线性动力反应分析方法,进行了不同输入地震波作用下高土石坝地震反应分析。研究比较了在场地波、规范波、实测波三类不同输入地震波作用下高土石坝的加速度和动剪应力反应、地震残余变形、坝坡动力稳定性和大坝的抗震安全性。结果表明,在给定的三类不同输入地震波作用下,场地波作用下大坝的动力反应最大。整体来看,场地波作用下的计算结果相对保守,满足规范波作用下的安全性是最低要求,实测波选择上存在局限性。所提出的有关规律和结论,可为工程抗震设计提供技术依据。     

高拱坝非线性地震反应分析中横缝模拟方案研究

本文采用显示有限元结合人工透射边界的地震波动模拟方法和动接触力模型,研究了高拱坝地震反应分析计算模型中,合理模拟坝体非线性反应所需的横缝设置条数,位置和间距,得出了设置少数横缝能基本反映坝体应力反应,但横缝张开度则与横缝布置间距密切相关,准确模拟横缝开合情况需模实际间距,及顶拱冠和两坝头可能出现较大横缝开度的结论。     

大型水电站厂房结构地震时程响应非线性数值模拟

以往对水电站厂房结构进行动力分析时常被视为弹性体,在对其进行地震响应分析时,常采用反应谱分析方法,而实际的厂房结构是弹塑性的,不很大的拉应力即可产生裂缝。本文提出一种新的分析方法,即采用地震时程分析法并考虑材料的非线性因素,对某大型水电站厂房结构进行抗震研究。研究表明,这种方法能够反映厂房结构在地震荷载作用下其响应随时间变化的全过程,能够展现裂缝出现的位置、时间和破坏形态。这种方法的提出,对大体积混凝土结构进行基于性能的抗震研究及安全评估,具有重要的意义。     

有横缝高拱坝非线性地震响应动接触模型

本文针对有横缝高拱坝的非线性动摩擦接触问题,提出一种新的动接触算法——有限元混合法。该方法根据接触问题局部非线性的特点,将作用在接触体上的力系分解为外力和接触界面上的接触力,以接触体的位移为基本未知量,而以接触区域局部坐标系下的结点接触力为迭代变量,将非线性接触迭代收缩在可能接触面上进行,把复杂的摩擦接触非线性反映在接触力的变化上,使得迭代计算变得简单易行,并且当考虑坝体中有多条横缝的情况,可以保持关于接触力的柔度矩阵的带状性和稀疏性,大大提高了计算效率。文中首先给出了有横缝高拱坝的非线性动摩擦接触问题的力学模型,推导得出了相应的有限元柔度方程,然后详细给出了迭代求解的步骤。最后,用本文方法对地震作用下某高拱坝横缝的张开与闭合过程进行了算例分析。     

汶川地震中土石坝地震灾变过程三维再现

基于三维地质建模软件GoCAD和数值分析软件FLAC3D,在编制接口程序和二次开发的基础上,建立了汶川地震中典型震损土石坝及其周围局部场地的三维复杂分析模型。通过共振柱和动三轴试验给出了模型材料的模量和阻尼比随动应变幅值的变化曲线,利用滞后阻尼实现了变模量和阻尼比的土石坝三维弹塑性灾变过程模拟。数值模拟和震后现场调查结果吻合较好,表明本文考虑局部地形效应的三维弹塑性建模方法是模拟土石坝地震破坏过程的有效方法。     

高土石坝坝坡抗震稳定分析的研究

利用拟静力法进行高土石坝坝坡抗震稳定分析时,地震荷载按照现行<水工建筑物抗震设计规范>(DL5073-1997)建议的土石坝地震加速度动态分布系数图示确定.但是此图示只适用于150m以下的土石坝,而目前许多土石坝的设计高度已远大于150m.与低坝相比,高坝的高阶自振周期与地震卓越周期遇合的机率增大,高阶振型的振动易于被激发放大,从而导致坝体地震加速度沿坝高分布与低坝有所不同.本文采用有限元法研究了高土石坝的加速度分布,提出了250m级高土石坝的地震加速度动态分布系数图示,并以此确定地震荷载,同时利用筑坝材料的非线性强度准则和土体动强度准则,对250m级高土石坝坝坡抗震稳定性作了进一步的讨论.     

库底饱和淤积砂层对高拱坝地震反应的影响研究

本文中采用时域显式有限元方法,将库底淤积砂层模拟为重流体,以小湾拱坝为例,分析可压缩库水条件下库底饱和淤积砂层对高拱坝地震反应的影响。计算结果表明,从总体上来说饱和淤砂层的存在对高拱坝地震反应影响较小,但是仍有一些局部反应的变化值得注意。     

拱坝孔口地震反应分析的有限元子模型方法

在高拱坝地震反应的整体有限元分析中,由于计算规模的限制,通常难以准确模拟孔口等细部构造的影响。针对这一问题,本文研究了拱坝孔口地震反应分析的有限元子模型方法。以带横缝非线性拱坝为研究对象,分析了子模型计算的网格加密方式,线弹性材料情况下孔口局部区域的应力分布,以及非线性材料情况下孔口区域的损伤开裂情况。分析结果表明,加密的子模型与整体模型相应位置的计算结果吻合良好,子模型方法可以反映孔口细部结构的应力应变变化以及损伤分布特性,为高拱坝细部结构的动力反应分析提供了一种高效手段。     

高坝抗震安全理论发展趋势研究

水电工程是我国绿色清洁能源开发利用和防洪减灾的关键基础设施,在我国未来很长一段时间内都是重大基建工程的重要组成部分。高坝作为水利水电枢纽的关键组成部分,其运行期间的抗震安全极其重要。本文全面评述了国内外高坝抗震安全的发展历史和现状,详细分析了目前高坝抗震安全研究中存在的问题,指出我国大坝抗震设计及其研究水平已经处于国际先进水平,但300 m级高坝抗震安全问题仍面临着诸多技术挑战,抗震设计的理念和方法没有实质性的突破,已难适应发展迅速的高坝建设实践,可能随着建设工程进入运行阶段而带来隐患。针对目前现状,本文分4个方面阐述了高坝抗震安全研究今后的发展趋势和关键科学问题,明确了重点研究方向,为国家重大工程建设和可持续发展相关决策提供参考。     

拱坝随机振动响应的概率分析及抗震安全评价

本文介绍如何利用反应谱方法对结构动力响应做概率分析,并用Monte-Carlo方法进行验证,结果表明两种方法结果一致。应用反应谱方法对拱坝随机振动响应进行了分析,研究了均匀振动下拱坝随机振动响应的概率分布,对拱坝在基准期内的抗震安全作了评价。     

高混凝土坝抗震安全风险评估框架

我国水能资源丰富的西南地区属于强震多发区,因此高坝的抗震安全性受到广泛关注。本文建议了高混凝土坝抗震安全风险评估的框架,由坝址地震危险性、大坝地震易损性、地震破坏损失和抗震安全风险等级等四部分组成。首先,将高坝地震破坏划分为基本完好、轻微-中等破坏、严重破坏和溃坝四个等级。然后,针对每个破坏等级分析了相对应的生命损失、社会环境影响和经济损失评估方法。最后,采用国际上广泛应用的F-N曲线和ALARP准则,基于高混凝土坝地震破坏引起的各项损失风险水平的不同组合,其抗震安全风险可以划分为低、中等、高、极高四个等级。     

高堆石坝面板随机动力分析和抗震效果研究

强震作用下,高面板堆石坝面板中上部会产生较大顺坡向拉应力,可能导致面板开裂。已有研究表明,针对顺坡向拉应力较大的区域设置永久水平缝可有效降低该应力,而以往对于其抗震措施效果的研究多采用单一地震动进行确定性分析,缺乏考虑地震动过程不确定性对抗震措施效果的影响。本文以300 m高坝为例,基于随机动力方法,确定了面板顺坡向高拉应力区,并对水平缝设置长度进行讨论。联合广义概率密度演化方法,分别选择特定方向和典型单元对水平缝影响区域和顺坡向拉应力的降低作用进行研究,结果相互验证。从概率角度表明了水平缝抗震效果,并为其他抗震措施效果的研究提供新的思路。     

库底淤沙对混凝土重力坝地震响应的影响

将库底淤沙层模拟为液固两相孔隙介质,用以固相位移和液相压力为基本未知量的u-p格式的Biot方程进行分析,建立了坝体-地基-库水-淤沙系统的动力反应分析模型.用该模型分析了地震荷载作用下库底淤沙层对重力坝动力特性的影响,结果表明淤沙层厚度增加会使坝面动水压力减小,使坝体加速度响应略有增大.