2008年汶川地震中沙牌拱坝的震情检验和分析

为对2008年汶川地震中沙牌拱坝的震情进行检验和分析,本文提出了一个基于损伤力学对高混凝土坝地震损伤破坏过程分析的新方法,可计入残余变形但避免损伤—塑性耦合。由于汶川地震中未能取得坝址的地震动输入记录,为此,采用随机有限断层法,通过邻近台站的加速度记录,对汶川地震中断层破裂模型参数进行校准后,重建了汶川地震中沙牌拱坝坝址的地震动输入加速度时程。为上述计算研发了高性能并行计算程序,在"天河一号"超级计算机上进行了高效运算,并对都经受过强震的沙牌拱坝和美国帕柯依玛拱坝的震情进行了对比分析。计算结果表明,所建议的方法能可靠应用于混凝土坝的地震损伤破坏过程的分析。     

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。     

大岗山水电站前期勘测设计中的大坝抗震研究

大岗山水电站坝址区设计地震峰值加速度达到557.5 cm/s2,大岗山拱坝的最大坝高达210 m, 其地震动响应规律复杂,通过前期勘测设计阶段系统、全面的研究,抗震方面存在的有关问题在可行 性研究阶段已基本明确,采取的相应工程措施满足可行性研究阶段工程抗震的要求,大岗山拱坝的抗 震安全性能够得到保证。     

基于NGA衰减关系的坝址设定地震研究

开发了地震危险性概率分析程序RISKNEW,在输入数据相同的情况下,采用本文编制的程序与中国地震局地球物理研究所的标准程序计算得到的不同概率水准下的加速度值具有较好的一致性。提出结合潜源区内主干断裂和历史地震,依据地震危险性概率分析结果,即以场地相应设防概率水平的地震动峰值加速度为前提确定设定地震的方法。根据设定地震确定场地相关设计反应谱时,建议直接使用针对美国西部基岩强震记录统计得到的加速度反应谱衰减关系。将充分考虑大震近场特性且针对美国西部浅源地震建立的NGA衰减关系引入到我国水利水电工程设定地震研究。     

采用随机有限断层法生成最大可信地震

本文依据基于地震学理论合成地震动的随机方法和能够细致描述震源复杂性的有限断层模型,采用随机有限断层法直接生成最大可信地震。重点比较了随机有限断层法的静拐角频率和动拐角频率理论,开发基于静拐角频率方法的Fortran程序SFFMSIM,作为对比,引进了动拐角频率程序EXSIM。选用1994年Northridge地震数据检验本文采用的随机有限断层模拟方法和程序。最后以大岗山水电站工程为例,采用随机有限断层法生成磨西断裂发震时工程场址可能产生的最大可信地震的加速度时程曲线。结果显示：随机有限断层法合成时程的放大系数谱均值与80条基岩记录平均谱的一致性较好。预测震源位错分布形式未知的地震时,动拐角频率和静拐角频率方法的模拟结果有差异。     

水电站坝址地震危险性评价

在划分潜在震源区,确定地震活动性参数和地震动衰减关系的基础上,采用概率地震危险性评价的方法计算及分析水电站坝址的地震危险性,可以给出不同年限超越概率的地震烈度、基岩地震水平加速度峰值和工程场地基岩加速度反应谱,为大坝的抗震设计提供了依据.     

采用随机有限断层法生成最大可信地震

回顾了基于地震学理论的合成地震动的随机方法，以及能够细致描述震源复杂性的有限断层模型，将其作为最大可信地震的研究方向。重点比较随机有限断层法的静拐角频率和动拐角频率理论。基于静拐角频率方法开发Fortran程序SFFMSIM，并引进Motazedian和Atkinson编制的动拐角频率程序EXSIM，选用1994年美国西部Northridge地震检验随机有限断层模拟方法及两套程序。最后以大岗山水电站工程为例，采用随机有限断层模型计算磨西断裂发震时工程场址可能产生的地震动。     

沙牌水电站进水塔震损模拟分析

以沙牌水电站进水塔为例,研究了进水塔塔身以及上部排架在地震过程中的动力响应和震损机理。采用动力时程分析法计算进水塔在汶川地震作用下的加速度、位移和应力响应,并通过塔顶排架立柱极限承载力验算分析排架立柱震损破坏的原因。计算结果表明:进水塔动态分布系数大于规范建议值,刚度较小的主轴方向地震响应较大,立柱两端出现明显的应力集中。进水塔启闭机排架的震损是地震作用下压(拉)弯剪共同作用导致的,且立柱根部发生破坏,与实际资料吻合。     

岷江上游汶川地震重灾区山洪灾害危险分区研究

以岷江上游汶川地震重灾区为靶区,在剖析山洪灾害特征及驱动因子的基础上,开展山洪灾害危险性分区研究。得出研究区山洪灾害具有如下特征:①受暴雨控制,主要分布在龙门山暴雨区,具带状、群发特征;②受地震发震断层的控制,在主断层范围内集中、连片分布;③呈串联或并联特征;④震后崩塌、滑坡淤堵河道,山洪灾害发生的临界雨量降低,导致山洪灾害规模扩大、频率增加,危害加剧。根据主控驱动因子即暴雨驱动因子(年最大1 h暴雨均值)和地震驱动因子(距发震断层距离),将研究区山洪灾害分为3个等级:高度危险区、中度危险区和低度危险区。研究成果可为岷江上游流域山洪灾害的监测预警、综合防治、减少山洪灾害损失等提供依据。     

沙牌水电站工程震损调查与分析

“5．12”汶川大地震给地震区的水电站工程造成了不同程度的破坏。沙牌水电站是处于震区比较典型的高混凝土拱坝水电站工程,为了解和掌握地震对离拱坝安全的影响,总结震损特点和抗震经验,做好震后恢复建设,开展了沙牌水电站的震损调查,并对震损的特点进行了分析。通过调查分析认为：沙牌拱坝表现出了较强的超载能力和抗震能力,大体积混凝土结构的震损现象很少,经处理后的坝肩抗力体及工程边坡震损较少,地下建筑物的震损轻微。地震次生灾害对建筑物的破坏有较大影响,附属建筑物震损较多。这些震损特点和经验将对地震区水电站工程及高拱坝工程的建设带来有益的启示。