高土石坝地震安全评价及抗震设计思考

介绍了国内外几座典型土石坝的震害表现,并对这些土石坝,特别是紫坪铺混凝土面板堆石坝的震害原因进行了详细分析.结果表明,地震导致的坝体附加变形以及坝体不同部位变形的不均匀和不协调是土石坝发生震害的主要原因,土石坝的各类不同材料的接触带以及河谷地形突变处是发生震害的主要部位,在大坝设计施工时需特别予以关注.最后,对高土石坝安全评价和抗震设计方法提出了若干建议,并特别指出,考虑到地震的随机性和高土石坝安全的绝对重要性,有必要研究高土石坝的极限抗震能力.     

土工抗震60年研究进展与展望

本文论述了土工抗震学科的创立、发展和创新历程,并对汶川地震后土工抗震研究的新进展和主要成果进行了论述和总结,在此基础上对土工抗震学科今后的研究重点进行了展望。自汪闻韶院士1958年在中国水利水电科学研究院创立我国第一个土动力学试验室、开创我国土动力学和土工抗震学科以来,土工抗震学科在土体动力特性测试技术、土的液化机理及判别方法、土工振动台动力模型试验、土体真非线性动力本构模型、土石坝及地基抗震安全评价方法、室内外试验联合确定土体动力特性参数、土石坝及地基抗震设计理论(思想)和原则等方面取得了创新性和开创性的进展,奠定了我国土动力学和土工抗震研究的理论基础和领先地位。2008年汶川地震后,围绕高土石坝抗震的新需求,在高土石坝极限抗震能力分析方法、高土石坝地震破坏模式、高土石坝抗震减灾工程措施等方面取得了一系列新进展,逐步建立了室内试验和现场试验相结合、原型震害-数值模拟-物理模拟相结合、变形分析和稳定分析相结合、整体稳定分析和局部稳定分析相结合的高土石坝抗震安全评价体系。未来迫切需要开展复杂深厚覆盖层上高土石坝抗震关键技术,特高土石坝地震灾变行为与安全控制,基于性能的高土石坝抗震安全评价及灾害控制,水库大坝抗震监测预警、应急处置等方面的研究。     

紫坪铺混凝土堆石坝抗震风险分析

结合"5·12"汶川强震考验的紫坪铺混凝土面板堆石坝工程的震损情况,利用高土石坝抗震风险分析模型,针对坝坡失稳和坝体永久变形两种常见的破坏模式应用可靠性理论与静、动力有限元计算等方法展开深入研究,利用蒙特卡罗随机抽样方法计算大坝失事概率,最后结合震损统计结果和高土石坝抗震风险评价矩阵等级表,对紫坪铺大坝进行抗震风险等级评定,结果表明紫坪铺大坝在地震后具有高风险,需要及时进行抗震加固。     

基于统计分析的土石坝震害预测

根据汶川地震中绵阳市100座震损土石坝资料,以统计学软件SPSS为基础,采用逐步线性回归分析方法,确定了影响土石坝裂缝、渗漏、滑坡等常见震害的主要因素,建立了土石坝裂缝、渗漏、滑坡等常见震害的预测模型,为土石坝除险加固设计和震损水库应急抢险提供参考。     

紫坪铺高面板坝"5·12"震害修复处理

紫坪铺高混凝土面板堆石坝在"5·12"汶川地震中,经受了超抗震设计标准的考验,强震导致大坝出现较大震陷和水平变形,防渗面板发生挤压破坏、脱空与错台、水平接缝错位等震损震害.根据抗震抢险期问大坝监测资料和震害调查成果,综合评价认为其具有可修复性,震后的大坝防渗系统仍然有效,各泄洪建筑物仍具备正常运用功能,大坝整体结构稳定安全,震陷后大坝超高仍在安全储备范围内.截至2008年9月下旬,已完成防渗面板挤压破坏(包括水下部分)、脱空与错台施工,水库蓄水位至843 m高程(高于地震发生时水位约13 m),大坝总体渗流稳定,抗震抢险期间现场的实施决策和安全评价是正确的.     

汶川地震灾区大中型水电工程震损调查及主要成果

汶川地震灾区震损调查具有重要意义,从地震地质、水工建筑物、重要设施设备及应急管理等方面,对汶川地震灾区大中型水电工程(装机容量30 MW以上)的震损情况进行了调查统计和初步分析.调查表明,大中型水电工程没有一座大坝溃决,未造成次生灾害,处于重灾区、极重灾区的大坝抗震性能良好,均经受住了超地震设防烈度的考验,这说明我国现行水电工程设计和建设管理是基本合适的;按照现代理论和方法,设计建设的高土石坝和高混凝土坝是安全可靠的.     

复杂地震背景下新疆高土石坝抗震设计与应用实践

汶川地震后,国家颁布了新的地震动参数区划图和水电工程抗震设计相关规范。因此,针对新疆山区水库坝址区抗震设计烈度高、地质条件复杂的问题,为了更好的进行新的地震动参数区划、水电相关规范规定下高震区高土石坝的抗震设计和适应新颁地震区划条件下水电规范对老坝抗震复核的要求,结合近年来新疆高土石坝工程实践及国内外土石坝筑坝先进技术和经验,从高地震区动参数选取、坝体结构型式与坝料分区、防渗体结构、坝体压实与沉降变形控制、大坝抗震措施等方面对新疆高土石坝抗震设计和应用实践现状进行了系统总结,提出复杂地震背景下新疆高土石坝建设应遵循"稳、控、防、排"4字抗震设计理念进行抗震措施设计,并对新的地震动参数区划条件、新规程和规范要求下新疆高土石坝抗震安全评价及老坝抗震复核等工作中存在的问题进行了探讨,给出了相应的建议。对新疆土石坝抗震设计和应用实践的总结以及对新的条件和要求下新疆高土石坝抗震安全面临的问题的探讨和建议可为类似环境条件下的坝工建设提供技术借鉴。     

汶川地震灾区水电工程震损调查及分析概述

汶川地震抢险救灾之后,水电水利规划设计总院组织开展了水电工程震损调查、大坝抗震安全复核、恢复重建规划及其他有关工作.调查了解了地震灾区水电工程震损情况,分析评价了震损程度、震害机制,以及建筑物及设施设备的震损特征.结合专家学者的意见,分析汶川地震带来的启示,认为在水电工程设计、建设和管理的各个环节,要进一步增强工程风险意识,树立系统安全思想,通过增加工程容错功能,提高大坝抵御各种可能和不可预见的极端风险的能力.从水电开发规划、勘察设计、工程建设、运行管理、科学研究等方面,提出了进一步加强水电工程防震抗震的对策措施建议.     

紫坪铺高面板坝“5·12”震害修复处理

紫坪铺高混凝土面板堆石坝在“5·12”汶川地震中，经受了超抗震设计标准的考验，强震导致大坝出现较大震陷和水平变形，防渗面板发生挤压破坏、脱空与错台、水平接缝错位等震损震害。根据抗震抢险期间大坝监测资料和震害调查成果，综合评价认为其具有可修复性,震后的大坝防渗系统仍然有效，各泄洪建筑物仍具备正常运用功能，大坝整体结构稳定安全．震陷后大坝超高仍在安全储备范围内。截至2008年9月下旬，已完成防渗面板挤压破坏（包括水下部分）、脱空与错台施工，水库蓄水位至843m高程（高于地震发生时水位约13m），大坝总体渗流稳定，抗震抢险期间现场的实施决策和安全评价是正确的。     

新疆高土石坝抗震措施研究综述

文章以新疆吉林台一级水电站混凝土面板坝为例,分析了面板坝的抗震设计及其在经历“8·9精河”地震后的运行情况,又结合国内外高土石坝在地震荷载作用下常见的几种破坏形式,总结了新疆高土石坝工程的抗震措施,使得今后新疆高土石坝遭遇强震时坝体不至于产生严重破坏,经修复后仍能正常运行,为新疆高土石坝的抗震设计和工程建设提供参考借鉴。     

龙滩碾压混凝土重力坝地震影响分析

结合龙滩碾压混凝土重力坝，采用频率响应分析方法对高碾压混凝土重力坝的地震响应规律进行了较为深入的探讨，分析了不同频率地震动对龙滩重力坝坝体动力响应的影响规律，所获结论对重力坝抗震设计及抗震研究工作提供了依据。     

小湾拱坝的抗震研究

本文结合目前拟建的世界最高的小湾拱坝，对当前高拱坝建设抗震设计中，影响拱坝抗震安全亟待研究解决的一些重要工程问题探讨的基础上，评估了小湾拱坝的抗震安全性，并参照国内外已有拱坝震害实例，提出了增强小湾拱坝实际抗震能力的工程措施。     

小浪底土石坝三维地震反应分析

根据小浪底斜心墙堆石坝坝式砂砾石以及在关坝料在循环载作用下的孔隙水压增长模型以及残余变形模型。对该坝进行三维地震反应分析。地震加速度时程线是世界世界银行咨询专家为小浪底提出的地震反应谱经过人工合成得到的。分析结果表明，在地震作用下，虽然坝踵砂砾石地基以及上游淤积土表层均有一定范围的液化破坏区，但由于坝踵液化区离大坝坝体较远，因而只影响到坝踵压戗的局部；上游反滤层局部区域有破坏的可能，但由于区域较小     

双曲拱坝地震动力响应分析

基于坝体-地基-库水系统运用三维线弹性有限元方法对双曲砌石拱坝进行了动力分析.比较了不同水位对拱坝自振特性的影响,采用时程分析法计算了双曲砌石拱坝在地震作用下的动应力、动位移及加速度,结果表明:坝水耦合作用提高了坝的整体质量,降低了自振频率;动应力、动位移及加速度的最大值均出现在拱冠顶部,而且当拱坝系统受3个方向地震波共同击振作用时坝体反应最为强烈.     

紫坪铺面板堆石坝面板的震后修复

5.12汶川特大地震后,紫坪铺水利枢纽工程各建筑物遭受了不同程度的损伤。本文主要介绍了该工程面板堆石坝震后面板的破损情况及修复处理。     

地震作用下的电梯井结构与拱坝坝体的耦联分析

在地震作用下,拱坝的附属结构电梯井与坝体的耦联分析问题已经逐渐受到水工人员的重视与研究。本文以某高拱坝电梯井结构为研究对象,分析了电梯井结构与该拱坝坝体采取不同连接方式在相应的工况下对电梯井结构应力应变影响的规律。结果表明：电梯井结构与坝体在坝顶部位设铰接连接,同时回填到一定高程时,可有效地改善电梯井结构的应力应变状况。     

高拱坝强地震作用下损伤破坏分析

结合混凝土静动态试验，根据连续损伤力学中能量等效原理和有效应力概念，建立了能反映混凝土动态情况下多轴弹塑性损伤破坏模型，破坏准则中考虑了多轴损伤变量和应变率的影响。用于有限元数值模拟，对强地震作用下（峰值地震加速度为0.5575g）某高拱坝动力响应进行了数值模拟，获得地震全过程拱坝拉损伤、压损伤、总体损伤模式和应变率响应；分析结果表明了大坝的破损趋势，同时可看出导致大坝破损的主要原因是混凝土的拉伸损伤；并且得到大坝不同部位有着明显不同的率响应，将很大程度上影响坝体混凝土不同程度的动态性能；结果显示大坝在经历强震作用后总体损伤不大，借助损伤力学评价大坝经历强震后的安全性较好，但坝体存在抗震薄弱部位，设计和施工中应注意采取措施处理；同时坝体地震破损发展过程表明了大坝的破坏趋势，和该拱坝模型试验的破损情况比较一致。本文工作可为类似体型拱坝动力灾变过程分析和判断提供参考。     

小浪底斜心墙堆石坝的地震反应分析

采用等价粘弹性动力有限元模型，结合有效应力法，对黄河小浪底斜心墙堆石坝最终设计断面在淤积后期受地震作用的动力特性进行了分析。分析时考虑了淤积土体内有未消散的超静孔压。结果表明明，坝体受里氏６．５级地震时，下游坝基及上游淤土表层均有一定范围的液化区，由于坝基液化区距坝体较远，因而只影响到坝趾压戗的局部；当坝体受里氏８级地震时，坝趾下游近处的坝基沙砾石处于液化状态，上游库区淤土有较大较范围的液化区，在     

地震过程中作用在刚体重力坝的水压力计算

本文基于空间势函数积分问题发展了边界积分方程模型,并将其转化为围绕目标单元的线性积分,此模型可以用于地震过程中作用于刚体重力坝表面水压力的计算。     

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。