紫坪铺面板堆后坝汶川地震永久变形实测结果分析

分析了汶川大地震紫坪铺面板堆石坝永久变形实测结果.研究表明,大坝顶部区产生的永久沉降最大,而且在永久沉降变形构成中占主要的部分.地震后紫坪铺大坝外形轮廓均在地震前外形轮廓之内,坝坡地震永久变形矢量均指向坝内,表明大坝地震后整体是收缩的,有利于大坝的整体稳定.建议了土石坝地震分区震陷率的概念与方法,论证了坝顶加固的土石坝抗震加固技术的科学性与合理性.     

紫坪铺面板堆石坝汶川地震永久变形实测结果分析

分析了汶川大地震紫坪铺面板堆石坝永久变形实测结果。研究表明,大坝顶部区产生的永久沉降最大,而且在永久沉降变形构成中占主要的部分。地震后紫坪铺大坝外形轮廓均在地震前外形轮廓之内,坝坡地震永久变形矢量均指向坝内,表明大坝地震后整体是收缩的,有利于大坝的整体稳定。建议了土石坝地震分区震陷率的概念与方法,论证了坝顶加固的土石坝抗震加固技术的科学性与合理性。     

土石坝抗震稳定的极限能力与评价标准研究

目前土石坝极限抗震能力的评判指标尚不统一,评价标准仍不明确,且缺乏合理的依据。本文基于地震反应分析,从坝坡抗震稳定性和地震滑移变形对土石坝的极限抗震能力进行了研究,提出以地震滑移变形发生突变作为土石坝抗震稳定极限能力的判定标准。以某沥青混凝土心墙堆石坝为例进行了计算分析,当地震峰值加速度为0.55g时,上、下游坝坡F_s1.0的累积时间分别为2.5 s和2.8 s,地震滑移变形分别为0.46 m和0.55 m,并产生了明显的突变。由此,可判定大坝的极限抗震能力为0.55 g。结果表明,土石坝的抗震薄弱部位位于坝顶1/5坝高范围内,符合实际震害的一般规律,建议该区域应采取合理的抗震措施。     

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。     

大型坝地震特性的经验教训及其对地震设计准则的影响

由于地震作用而引起破坏的少数大坝之中，主要是尾矿坝、水力冲填坝以及一些小的土石坝。遭到严重破坏的土石坝、支墩坝和大型混凝土重力坝不多于10座。这种好的记录的原因主要是由于现代大坝很少遭受强地面震动。在1999年9月21日台湾的奇奇地震当中，垂直干石冈混凝土引水坝的二级断层在靠近右岸坝肩的闸门底板引起了6～8m的竖向不均匀位移。水流过破坏的底板，但是没有给水库带来灾难性的后果。在2001年1月26日印度古吉拉特的布吉地震中，21座土石坝遭到严重的破坏，200座土石坝需要加固。幸运的是，在地震发生时，水库基本上是空库，因此没有引起更大的破坏。这些近期例子表明，强地震可以引起大坝的破坏。尽管如此，没有因为地震而直接造成人员死亡的报道(国际大坝委员会的数据库中大约有40000座大坝)，但这并不能断定地震不会严重危及大坝的安全。因此，需要讨论从这些地震所吸取的经验教训和它们对大型土石坝、拱坝以及混凝土重力坝的抗震设计准则的影响。     

卡拉贝利水利枢纽地震安全评价及大坝 抗震结构设计

系统分析了卡拉贝利水利枢纽所在区域的地震活动特征、地震构造以及近场区地震构造,并通过区域潜在震源区的分析研究,科学地评价了地震危险性,合理确定了地震活动性参数,为卡拉贝利水利枢纽工程可行性研究及抗震结构设计提供科学依据。针对高地震区大坝安全设计要求,结合混凝土面板砂砾石坝的特点,在坝体渗流控制、坝体变形控制、大坝抗震结构设计等方面进行了分析研究,借鉴高地震地区砂砾石面板坝建设的成功经验,系统地提出了大坝抗震安全措施。     

基于弹塑性模型参数反演的高土石坝地震响应预测

合理准确描述堆石料的力学特性是高土石坝地震响应预测和安全评价的重要前提。以特高心墙坝填筑期变形的监测结果为目标值开展了三维反演分析,获取了反映大坝真实状态的坝料广义塑性模型和邓肯张E-B模型的参数,探讨了两种本构模型描述高土石坝变形的精度,随后采用反演的广义塑性模型参数开展了高土石坝的地震响应预测及安全评价。结果表明：目前反演分析常用的邓肯张E-B模型无法兼顾竖向和水平变形,且反演参数无法用于动力分析;静动统一的广义塑性模型计算的竖向和水平位移均与实测结果吻合良好,并可直接用于大坝的动力响应预测。所建立的一整套基于弹塑性模型参数反演的高土石坝地震响应预测分析方法,可为高土石坝的安全评价和风险预警提供可靠的技术支撑。     

基于性能的高土石坝抗震风险分析

在总结世界各国大坝抗震设防标准的基础上,建立了基于性能的高土石坝抗震风险分析模型。根据大坝地震危险性分析,确定了基于性能的地震动输入标准及地震峰值加速度的概率分布形式,建立地震作用下高土石坝常见破损模式(坝坡稳定和永久变形)的结构易损性模型;结合震后损失建议了高土石坝抗震风险评价矩阵。     

基于实际震害的土石坝永久变形估算

土石坝地震震害主要表现为震后永久变形,利用永久变形来评价大坝的抗震稳定与安全更为合理可行。本文结合30余座土石坝的震害资料,研究了土石坝的自振周期等基本自振特性,同时对场地地震卓越周期、滑块屈服加速度与大坝最大加速度反应等主要影响因素进行了深入分析,提出了基于土石坝实际震害的永久变形计算公式,并与Makdisi、Sarma等方法的计算值进行比较,该方法具有较好的计算精度。     

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.     

丹江口水库蓄水试验期右岸土石坝安全监测成果分析

2017年秋季,利用丹江口水库来水偏丰的有利时机,在2017年9～11月底,开展了164 m和167 m两个阶段的蓄水试验。为了解右岸土石坝实际工作状况,评价其安全性,开展了右岸土石坝安全监测。研究了蓄水试验期间右岸土石坝各项监测数据,综合研判了右岸土石坝变形、渗压、渗流等性态。分析结果表明,右岸土石坝变形发展规律正常,整体工作性态正常,具备正常运用条件,可进一步抬高蓄水位。该项成果可为丹江口大坝加高工程安全运行和进一步抬高蓄水位提供技术支撑。     

与土石坝有关的地震问题

土石坝对地震震动较为敏感。不同强度的地震， 会对土石坝造成不同程度的危害。介绍地震造成工程失事、大坝安全方面的各种问题， 并提出了有关抗震预防措施。     

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。     

高聚物胶凝堆石料技术及其抗震性能

为提高坝体堆石料的整体性及强度、改善土石坝的抗震性能,在分析高土石坝地震危害和抗震措施的基础上,提出加固坝顶和坝坡浅层等局部位置的高聚物胶凝堆石料技术,通过静、动三轴试验分析高聚物对堆石料的改性作用。试验结果表明,掺加高聚物之后材料的黏聚力大幅增加,动弹性模量略有提高,残余变形明显减小,显现良好的抗震性能。某典型高土石坝的数值计算分析结果表明,采用高聚物胶凝堆石料技术进行加固后,坝坡地震过程中的最小抗滑安全系数增加约10%,大坝的抗震稳定性得到提高。     

某大坝右岸坝肩测压管水位监测资料分析

为有效掌握土石坝右坝肩的渗流状态,根据大坝绕坝渗流的监测资料,结合工程实际,考虑库水位、降雨量以及时效等因素的影响,对大坝右岸测压管渗压水位进行统计分析,通过相关性分析来判断右岸绕坝渗流的形态.分析结果表明,大坝右岸绕坝渗流性态正常.     

高心墙堆石坝地震动力特性及抗震极限分析

虽然土石坝具有较好的抗震性能,而且一些高土石坝还经过了强震考验,但土石坝的极限抗震能力仍是人们关心的问题.数值模型方法是预测大坝地震动力反应和进行地震安全评价的有效工具.本文采用三维有限元方法分析了某高心墙堆石坝的地震动力特性,探讨了大坝地震破坏评价标准,并在此基础上开展了大坝极限抗震能力研究.根据大坝动力响应的特点,分析了可行的抗震工程措施.     

基于动力有限元法的土石坝地震响应及稳定性分析

地震对土石坝的危害已为工程人员所认识和重视,尤其是"5.12"汶川大地震后,西部地区土石坝在强地震作用下的抗震安全性已成为人们十分关心的重大问题。结合东风水库土石坝除险加固工程,基于动力分析中的等效线性模型,采用平面动力有限元法对土石坝进行了地震反应分析,揭示出不同地震动参数条件下坝体动应力、动位移、加速度、地震残余变形等的分布规律,对大坝的动力稳定性进行了评价,从而为除险加固设计提供了理论依据。     

陆浑土石坝表面变形自动监测系统设计与实践

土石坝外部变形监测是掌握大坝安全运行性态的重要基础工作,土石坝具有自身变形特征,不能像混凝土坝那样使用引张线仪、静力水准仪实现自动化监测,如何快速准确地监测土石坝表面变形一直是坝工界的难题。结合河南省陆浑水库大坝实际,开展土石坝表面变形自动监测系统方案设计、系统实施及观测资料可靠性分析,评价大坝变形安全性态。实施效果表明,GeoMOS远程控制机器人能够做到快速响应、准确控制,测量机器人的ATR功能识别准确、高效精准,能够实时掌握大坝各测点的位移情况,极大降低了测量人员的内、外业工作量,可为大坝安全运行提供技术保障,也可为同类型大坝的变形自动监测提供借鉴。     

土石坝结构安全分析评价系统

依据《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000），结合专家经验，对土石坝变形、渗流、结构、抗震分析评价的统计模型、确定性模型、安全监控指标及判别体系进行研究，开发了土石坝结构安全分析评价系统。系统开发基于SUN J2EE平台，采用B／S结构，通过浏览器实时在线综合分析大坝安全运行性态和发展趋势，评定大坝结构安全类别，对大坝隐患进行预警。工程实例证明，系统应用效果良好。     

埃塞俄比亚KESEM土石坝动力分析

采用有效应力非线性有限元法对埃塞俄比亚Kesem粘土心墙土石坝进行了地震反应分析。得到该坝在地震作用下坝体的加速度反应和应力反应,根据坝坡残余变形及坝坡的动力稳定性等进行了抗震评价。