考虑斜入射的重力坝耐震时程法抗震性能评估

为明晰不同入射角度对基于性能的高坝抗震设计的影响，采用耐震时程分析（ETA）法同时考虑空间斜入射，分析大坝抗震性能变化情况。基于ETA法原理合成了3条耐震加速度时程曲线，建立Koyna重力坝-地基三维有限元模型，将耐震时程以不同角度输入地基进行地震动力分析。以裂缝贯穿时间、坝基损伤指标DBI、结构损伤耗能、坝顶顺河向相对位移为性能指标，进行重力坝抗震性能评估研究。结果表明：在耐震时程以不同角度入射时，大坝地震动力响应的差异显著，因此有必要在采用ETA法时考虑斜入射的影响。综合分析，60°入射下坝体损伤最剧烈、损伤耗能最高、坝顶顺河向相对位移最大。     

沥青混凝土心墙砂砾石坝耐震时程法性能评估

为研究耐震时程分析法在沥青混凝土心墙砂砾石坝抗震性能评估中的适用性,以典型百米级沥青混凝土心墙砂砾石坝为研究对象,基于目标反应谱优化合成的4条耐震加速度时程曲线作为地震动输入,同时选取10条实测地震动进行增量动力分析,对比研究该沥青混凝土心墙砂砾石坝在不同强度地震作用下的坝顶加速度、动位移、相对震陷率等动力响应指标。结果表明：耐震时程分析法能较好预测沥青混凝土心墙砂砾石坝在不同强度地震作用下的动力响应,其结果处于增量动力分析结果的包络线之内,有效避免了多次调幅计算,提高了计算效率,能为我国西部沥青混凝土心墙砂砾石坝的抗震性能评估提供更高效可行的新方法。     

基于虚拟裂缝模型的带横缝高拱坝的抗震性能研究

针对国内某高拱坝,基于Hillerborg断裂力学理论的混凝土本构模型,采用constraint-function的接触算法,考虑大坝的横缝和诱导缝,建立三维坝体-地基动力相互作用分析模型。选取不同地震波,对模型进行非线性动力时程分析,研究地震过程中混凝土坝体拉-压交替的受力规律以及动力损伤的开裂过程,分析横缝和诱导缝在地震中开合往复的工作性态。研究方法和研究成果对评价高拱坝的抗震性能提供一种有效的方法。     

地震动峰值位移对高拱坝地震反应的影响北大核心CSCD

本文研究地震动峰值位移对高拱坝地震反应的影响,为此选用根据水工规范设计反应谱拟合而成的峰值加速度及速度相同,而峰值位移不同的两组地震动时程(每组35条)作为输入。在显式有限元结合黏弹性人工边界的时域波动分析方法的基础上,以小湾拱坝为例,统计分析两组地震动分别按顺河向垂直入射时小湾拱坝的地震动力响应,探讨峰值位移对小湾拱坝–地基系统地震反应的影响。计算结果表明地震动峰值位移对坝体的主应力、顶拱拱端的拱向应力及拱冠梁底部附近的梁向应力均有较显著的影响,对于坝体顺河向位移也有较大影响。因此,对高拱坝进行抗震安全评价及设计时,应考虑地震动峰值位移的影响。     

地震动峰值位移对高拱坝地震反应的影响

本文研究地震动峰值位移对高拱坝地震反应的影响,为此选用根据水工规范设计反应谱拟合而成的峰值加速度及速度相同,而峰值位移不同的两组地震动时程(每组35条)作为输入。在显式有限元结合黏弹性人工边界的时域波动分析方法的基础上,以小湾拱坝为例,统计分析两组地震动分别按顺河向垂直入射时小湾拱坝的地震动力响应,探讨峰值位移对小湾拱坝–地基系统地震反应的影响。计算结果表明地震动峰值位移对坝体的主应力、顶拱拱端的拱向应力及拱冠梁底部附近的梁向应力均有较显著的影响,对于坝体顺河向位移也有较大影响。因此,对高拱坝进行抗震安全评价及设计时,应考虑地震动峰值位移的影响。     

混凝土材料非线性对拱坝抗震安全评定的影响研究

研究地震激励下混凝土材料非线性的动力行为,建立模拟地震激励下大坝非线性动力损伤的理论与方法,对于大坝抗震安全评定具有重要意义.本文以小湾拱坝为例,引入损伤因子,利用塑性损伤模型来模拟拱坝的材料非线性行为.对拱坝坝体上、下游最大主应力、坝体位移、裂缝开展范围及坝体超载安全系数几方面进行研究分析,结果表明坝体材料非线性对坝体动力响应影响显著,塑性损伤模型比线弹性模型能更好地模拟坝体在地震激励下实际的受力行为、变形和损伤程度.从而,本文进一步揭示拱坝动力损伤灾变机理,为进行大坝抗震安全评定与设计提供理论基础.     

等效三维一致黏弹性边界单元及其在拱坝抗震分析中的应用

基于大型结构分析软件ADINA,提出了等效三维一致黏弹性人工边界单元以及在该边界上实现波动输入的方法和技术.将其应用于国内某高拱坝的坝体.地基-库水系统的地震反应分析,研究大坝在三向地震荷载作用下的动力响应,并与传统无质_垦地基模型的计算结果进行对比.结果表明地基辐射阻尼有效降低了坝体的地震响应,该方法应用方便且具有良好的计算精度和稳定性.     

溪洛渡拱坝模态参数识别

随着一系列高拱坝在西南地区兴建,坝体的健康状况及其真实的抗震性能成为近年来研究的热点。模态参数反映坝体结构的动态特性,可用于评估坝体的健康状况及更新坝体抗震分析有限元模型。本文基于永善县两次地震记录和环境激励数据,分别采用带外源输入的自回归（ARX）模型、随机子空间法（SSI）和频域分解法（FDD）,识别溪洛渡拱坝的模态参数。结果显示,在相同工况下,不同算法识别结果的差异较小;当水位一致时,基于环境激励数据识别结果与基于地震记录识别结果基本一致,当库水水位从566 m变化到598 m时,坝体第一阶自振频率从1.63 Hz减小到1.51 Hz;地震前后识别结果基本一致,表明溪洛渡拱坝在经历两次地震作用后,坝体振动特性不变,坝体处于正常运行状态。     

基于性能的重力坝坝基交界面地震抗滑稳定评价

本文采用非线性动力时程分析方法,研究重力坝坝体-地基系统的地震反应;在计算模型中坝基交界面采用非线性接触单元和Lagrange乘子法;分析金安桥重力坝在不同概率水平的实际地震波作用下坝基交界面张开屈服、残余滑动位移、时程最小安全系数以及坝体破损程度,研究接触面的摩擦系数对上述反应量的影响,对比刚性与弹性两种接触模型的安全系数与加速度关系,结果表明两者的均值基本接近.根据反应量的变化规律初步建议坝基交界面地震破损安全评价指标,为重力坝抗震设计与易损性分析提供参考.     

高拱坝-坝肩结构的抗震稳定与加固

将变形加固理论拓展到非线性有限元时程分析中,建立高拱坝-坝肩结构抗震稳定评价与加固设计体系:结构动力塑性余能定义为欧氏应力空间协调动平衡应力场与协调稳定应力场距离的平方.以此作为结构整体抗震稳定评价指标,确定结构动力破坏程度较大的若干时刻.这些时刻不平衡力分布则表征了结构动力破坏的主导形态与程度.根据最小塑性余能原理,不平衡力就是维持结构稳定所需最优加固力的反力,据此更有针对性地指导抗震加固设计.对马吉高拱坝-坝肩结构进行抗震稳定与加固分析,结果表明拱坝上部坝肩是其抗震薄弱部位,并给出其最优加固力分布.该应用表明,基于变形加固理论的结构抗震稳定评价与加固设计体系对大型实际工程具有实用性.     

35 kV电容器成套装置抗震性能的仿真分析

在地震作用下,电容器成套装置容易受到破坏。对某种型号35 kV电容器成套装置的抗震性能进行鉴定分析,并对GB 50260-1996《电力设施抗震设计规范》和IEEE Std 693-2005标准推荐的抗震验算方法进行比较分析。应用通用有限元程序ANSYS建立此电容器结构体系的有限元模型,进行了地震作用下的动力反应分析。分别输入正弦共振调幅五波、Elcentro波、Landers波和人工波的动力时程分析结构的响应。通过增加2个绝缘支柱瓷瓶,此电容器成套装置满足抗震性能的要求。电容器的抗震性能高于IEEE Std 693-2005定义的中等抗震水平,略低于高等抗震水平。     

混凝土重力坝抗震配筋加固措施的效果研究

混凝土坝遭遇强烈地震导致坝体严重受损已有先例.工程界建议布置坝面钢筋以提高坝体抗震性能.基于此,本文应用嵌入式滑移模型和钢筋刚化模型模拟混凝土重力坝配筋前后的地震动力响应,据此评价坝面配筋措施的抗震效果.计算结果显示,配筋前后结构整体响应基本一致,但布置坝面钢筋后坝体裂缝由集中裂缝分散为多条裂缝,裂缝张开位移和扩展深度较配筋前减小;此外,钢筋滑移对坝体裂缝分布形态也有一定影响.研究表明:配置坝面钢筋对限制与分散混凝土开裂将起到一定的作用,有助于提高混凝土坝抗震性能.     

800 kV直流场极母线回路的地震易损性分析北大核心CSCD

作为换流站中的重要组成部分,直流场极母线回路的抗震性能直接影响到特高压输电线路的安全运行。为评估某±800 kV换流站中直流场极母线回路的抗震性能,文中建立了包含众多不同种类电气设备的极母线回路有限元模型,对其进行了动力特性分析和三向地震时程分析,通过与单体设备的地震响应对比得出了回路中的抗震薄弱位置和关键设备。并采用多样条的易损性分析方法结合多元非线性回归函数最小二乘拟合得到了回路和关键设备的地震易损性曲线,分析结果显示该回路在设防烈度(地面运动加速度峰值为0.4g)地震作用下失效概率已超过90%,因此关键设备的抗震性能亟待提升。     

碾压混凝土重力坝整体三维非线性有限元地震反应分析

本文将考虑地基辐射阻尼作用和坝体接缝非线性动力接触作用的大坝.地基体系地震波动反应分析方法用于龙开口碾压混凝土重力坝的整体三维非线性有限元地震时程反应分析,揭示横河向地震输入对重力坝地震反应的影响,研究比较碾压混凝土重力坝分仓横缝采取灌浆或设键槽的不同措施对加强大坝抗震性能的作用.     

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.     

支柱绝缘子互连体系地震易损性分析

为了评估支柱绝缘子互连体系的抗震可靠性,需要考虑地震动输入波形和输入方向的随机性。通过讨论有限元建模与分析方法,运用概率地震易损性分析理论,得到了典型的支柱绝缘子互连体系在不同强度和不同输入方向的地震下损伤的概率。结果表明：该支柱绝缘子互连体系在八度大震下失效的概率为16.2%,对应输入方向为横向。以失效概率为评价指标的易损性分析方法,统一了电气设备抗震性能评价指标,为变电站的整体抗震可靠度评价打下了基础。     

溪洛渡拱坝动力分析

本文通过线弹性动力有限元方法分析溪洛渡拱坝的自振频率和振型 ,比较了不同水位、不同地基模型对拱坝一地基系统自振频率的影响 ,采用反应历程法计算拱坝在不同水位和不同地震输入条件下的地震响应 ,并对计算结果进行了评价和讨论。     

地震作用下断路器动力时程分析及阻尼效应研究

结合我国现行电力设施抗震设计规范(GB50260—96)、高压开关抗震试验标准(GB/T13549—92)及国际标准(IEEEStd693—2005),对电气设备的抗震分析与设计进行了讨论,提出了有关电气设备抗震设计中的一些关键问题,比如说动力时程分析中的地震动输入、支架动力放大系数、抗震设防等级等。首先采用ANSYS软件,以一220kV瓷柱型SF6断路器为研究对象,建立其有限元模型,开展了三类地震输入下的动力时程分析,详细介绍了电气设备动力时程分析方法。并通过对断路器关键节点和部位的位移、加速度及应力等参数的分析,得到了有关支架动力放大系数、支架设计、地震动输入、设备抗震能力等方面的一些结论;其次,通过调整断路器支架体系阻尼比的参数分析,得到了三类地震输入下的阻尼比对断路器地震响应的一些规律,适当提高设备体系的阻尼比,可显著提高设备的抗震能力。上述分析与研究对对改进高压电气设备抗震设计有一定的借鉴意义,对修订我国高压电气设备的抗震设计规范和制定相关标准有参考意义。     

频率非平稳对大岗山拱坝非线性响应的影响

本文以大岗山拱坝为例,研究频率非平稳特性对坝体非线性响应的影响。选择不同的实际地震动时程作为计算输入,通过研究这些时程的时频特性,确定对坝体非线性响应影响较显著的一些因素。尽量统一可能对坝体非线性响应产生影响的其它时程特性,使得频率非平稳特性成为唯一或少量影响因素之一,从而最大限度地考虑频率非平稳的作用。结果显示,渐进谱峰值结合渐进谱的分布形式可以较好解释大岗山拱坝的非线性计算结果。     

考虑持时的高沥青混凝土心墙坝抗震性能评价

现行水工抗震设计规范中关于强震特性中的幅值和频谱均有明确规定,而强震持时特性对高性能水工结构地震反应的影响至今尚未被纳入规范中。目前衡量强震持时特性的定义方式较多,但多数情况下仅考虑单方向地震动持续时间,低估了多方向强震持时特性对高性能水工结构地震反应的影响。鉴于上述原因,本文以西部大石门高沥青混凝土心墙砂砾石坝为例,建立“大坝-宏观库水-坝基”动态耦合分析系统,基于能够考虑多方向强震持时特性的综合持时指标,通过增量动力分析（IDA）法探究短持时和长持时地震对高沥青混凝土心墙砂砾石坝抗震性能的影响。采用坝顶相对震陷率作为抗震性能的评价指标,给出了高沥青混凝土心墙砂砾石坝的性能水平划分等级,得到了考虑地震动综合持时特性的大坝地震易损性概率曲线。结果表明：地震动综合持时特性对大坝不同性能水平的破坏概率影响显著;当地震动强度相同时,长持时地震动作用下大坝的破坏概率均大于短持时地震动作用。