二滩拱坝地震响应的动力模型试验研究

二滩双曲拱坝的动力模型试验在大型模拟地震振动台上进行。研究了在实际地震波作用下,坝体、水库和地基的相互作用影响,坝体抗震安全度,动水压力分布和拱坝在强烈地震下的破坏机理。研究结果表明:1.高拱坝的最大动应力是拱应力,位于上游坝顶中间部位。下游坝顶中间部位和2/3坝高部位以及坝踵是抗震薄弱部位。2.紧靠拱坝上游面的山体形状对坝面动水压力值的影响较大,故对于坝前地形复杂的水库,应模拟一倍坝高长的自然地形。3.满库时,拱坝前几阶固有频率对库水位的微小变化非常敏感。4.拱坝在强烈地震下的破坏在瞬间完成,主要是中上部的脆性开裂。     

垃圾填埋场边坡动力响应时程分析

随着城市化建设和新农村建设进程的提速,对环境的要求也更高。目前,设置垃圾填埋场仍是处置城市生活垃圾的一种行之有效且最常用的方法。填埋场边坡与其它自然边坡和人工边坡一样,也存在边坡稳定问题,针对锡塘垃圾填埋场边坡工程实际,基于时程分析法对填埋场边坡的动力响应进行了分析,采用等效线性化方法考虑垃圾填埋体的非线性动力响应特性。为充分反映地震动特性对填埋场动力响应的影响,地震动输入采用三条实测波和一条人工地震波。分析结果表明,不同地震波对填埋场地震响应有显著差异,在对实际填埋场抗震设计时,至少应选择两条实测波加一条人工合成地震波作为输入地震波,这样才能较好反映填埋场动力响应特性。更多还原     

水闸结构的地震响应时程分析

考虑结构、地基和水的相互作用关系,选用时程分析方法,应用大型通用有限元分析软件ANSYS对某水闸结构进行了横河向地震响应计算和分析,结果表明出考虑附加质量比不考虑附加质量时结构的自振频率有所降低,考虑附加质量的影响更能准确反映真实情况.     

紧水滩拱坝动力特性及地震响应研究

通过在大型模拟地震振动台上的结构试验,探讨了紧水滩拱坝空、满库时坝体的动力特性和在7度水平地震作用下坝体的动力响应;同时,进行了有限元计算分析,以便相互验证。另外,对顺河水平与垂直双向地震耦合作用下坝体的动应力变化也进行了探讨。结果表明:该坝的最大动应力是拱向应力,发生在顶拱中间部位;在拱冠坝踵处和下游面2/3～3/4坝高范围内产生较大的梁应力;考虑垂直地震影响后,坝体的动应力与相应水平单向地震时相比,增大率为10%左右。     

小湾拱坝动力时程分析及安全评价

利用FLAC3D有限差分法程序,采用云南剑川自然地震波,对小湾水电站进行了动力时程分析,研究了高拱坝在地震荷载作用下的安全稳定性.结果表明:地震动力响应与地震波的频谱有直接关系;坝体位移变化取决于地震荷载持续时间、质点振动幅度和振动强度;地震荷载作用下的拱坝坝体特征点安全系数与地震波振幅及振动频率有关,点安全系数波动规律与地震波谱相似.     

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.     

高拱坝抗震设计研究进展

本文概述了高拱坝抗震面临的关键技术问题和国内外的研究动态，简要介绍了近年来我国各有关单位结合小湾、溪洛渡等工程对高拱坝抗震进行攻关研究的目标和思路，以及当前研究的进展。内容包括拱坝体系作为宫续介质的地震反应和坝肩抗稳定方法及其在小湾拱坝工程中的实际应用，拱坝整体和有缝模型的动力试验；拱坝体系作为离散介质的地震及反应和坝肩抗震稳定分析方法；厚淤砂时坝面动压影响；以及拱坝随机震动场作用下的反应分析。     

高拱坝的动力非线性分析

强地震时，高拱坝中上部因动力放大效应而成为抗震薄弱部位，各项段间的伸缩横缝难以承受较大的拱向拉应力而开裂，拱坝不能现视为整体结构而作线弹性分析。为此，以三维非线性接缝单元模拟坝体分缝，采用基于动态子结构理论的非线性动力分析方法，分析研究伸缩横缝对高拱坝地震反应的影响。研究表明，强烈地震时伸缩横缝反复张合引起显著的坝体应力重分布，大大减少开裂区附近的拱向拉应力而使坝体中部下游面的梁向拉应力有一定增加     

脉动压力谐响应和时程分析的差异性研究

谐响应分析和时程分析是研究水电站厂房结构在脉动压力作用下的振动响应时最常用的2种方法。为分析2种方法的差异性,采用谐响应分析法和时程分析法计算了同一抽水蓄能电站厂房结构在脉动压力作用下的振动响应。对2种方法计算的厂房结构振幅、振动速度、振动加速度和动应力进行对比分析,从而分析2种计算方法的差异性。结果表明:采用谐响应分析法计算的振幅、振动速度和振动加速度的均方根值大于时程分析的计算结果,但峰值小于时程分析的计算结果;厂房结构动应力数值不大,两者的计算结果差别不大。能够获得脉动压力时程资料时,应尽量采用时程分析法计算动力响应;缺乏脉动压力时程资料时,谐响应法也可用来分析动力响应。     

高拱坝动力监测传感器优化布置合理性研究

将有限数量的传感器布置在适当位置,以获取全面而准确的结构动力响应信息,对确保大坝的安全运行有着重要作用。针对高拱坝动力响应监测点的优化布置,融合了MSE法、EI法和MAC法的优势,提出了一种MSE-EI-MAC混合算法。以某高拱坝实际工程为例,建立了拱坝模态分析三维有限元模型,分别应用MAC法、EI法、MSE-EI法和MSEEI-MAC法计算分析了拱坝动力响应测点布置的优化方案,并对各方案进行了分析对比,结果表明,MSE-EI-MAC混合算法计算得出的优化方案优于其他方法的,验证了其可行性。     

高拱坝地震反应与抗震安全性评价

目前，抗震设计已成为高地震烈度区修建特高拱坝的控制性技术难点。“八五”期间结合我国近期将开发的重点工程──高２９２ｍ的小湾拱坝对抗震设防概率标准及抗震可靠度设计；拱坝坝体－地基－库水动力相互作用分析的现场试验验证；伸缩横缝对高拱坝强震反应的影响；及小湾坝址场地对地震动的影响等问题进行了抗震技术攻关研究。在完成上述基本理论和试验研究的基础上，对小湾拱坝进行了分析，得到了在考虑上述因素后的地震反应，并对小湾拱坝的抗震安全性作出评估。     

高拱坝安全性研究现状及存在问题分析

在总结高拱坝应力变形分析、破坏分析和安全度评估的现行规范及现有研究方法的基础上,指出这些方法存在的主要问题是:在进行破坏分析和安全度评估时没有考虑拱坝的破坏模式,破坏分析的层次不够明确,分析方法的建立和破坏判据的确定缺乏理论依据。针对这些存在问题提出了解决途径的建议,高拱坝的破坏应从材料层次的局部损伤和结构层次的整体失效研究。局部损伤须考虑材料的不均匀性,整体失效的研究应采用非强度理论。需要研究从材料层次的局部损伤到结构层次的整体失效破坏演变过程。高拱坝安全度的评估需要与失效破坏模式联系起来,应通过风险分析寻找最可能失效模式,确定与此模式相应的安全度。     

强地震作用下高拱坝的破坏分析

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,该模型考虑了多轴损伤变量和应变率的影响。采用本文模型对强地震作用下(峰值地震加速度为0.557 5g)大岗山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。分析表明,大坝破损的主要原因是由于混凝土的拉伸作用,所得到的大坝破坏模式和模型试验结果一致;大坝不同部位有着明显不同的率响应,其将很大程度上影响坝体混凝土的动态性能。借助损伤力学理论评价了大坝强震后的安全性,结果显示大坝在经历强震作用后总体损伤不大,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。     

高碾压混凝土拱坝温控可靠性分析

运用可靠度理论,考虑大气温度和关键混凝土参数的不确定性对拱坝温度场、应力场的影响,并将其作为随机变量,以控制拱坝施工期坝体最高温度为例构建坝体最高温度控制功能函数,采用响应面法解决功能函数无法显式表达的问题,从而建立拱坝施工期坝体温控失效概率和可靠度指标求解新模式。计算结果显示,与蒙特卡罗法计算结果的相对差别不超过8.36%。新方法在解决实际工程问题时可避免大规模的数值计算,在保证计算精度的前提下大幅提高了计算效率。     

横观各向同性层状岩石地基对高拱坝的影响

层状岩体具有明显的各向异性,其材料参数和屈服准则是层面方向的函数,本文给出了线弹性和弹塑性横观各向同性体的本构关系,并对横观各向同性对高拱坝的动、静力影响进行了研究,结果表明,横观各向同性对拱坝的位移和应力影响是非常明显的,特别是两岸岩层分布不一致的情况下影响更严重;横观各向同性对拱坝动力特性的影响比对静力的影响显著,不但对频率有所影响,而且振型也变化很大,并且对高阶振型的影响要比低阶振型严重。     

高拱坝坝后背管结构静动力分析

对于拱坝和背管这一复杂的大型结构体系，目前最有效实用的计算方法为有限单元法，而拱冠梁法等对处理带有压力管道的整体结构难度较大。采用大型通用结构分析软件ANSYS及其子模型技术，对有无背管拱坝结构的静动力特性进行分析研究，探讨了高双曲拱坝坝后高背管的技术可行性、存在的问题及解决办法，并提出优化意见。     

强震区高拱坝跨横缝钢筋的局部变形分析

从宏观意义上，已有研究表明，跨横缝布置钢筋可有效地控制横缝开度，增强高拱坝在强震作用下的整体性。但钢筋与混凝土之间的局部变形特性将直接影响跨缝钢筋的控制效果。以小湾拱坝为工程背景，在已有宏观研究成果的基础上，对跨缝钢筋与周围混凝土的粘结滑移特性以及三维非线性变形特性进行了研究，研究结果论证了横缝配筋抗震措施的可行性，为这一抗震措施的初步设计和工程应用提供了有价值的参考。     

基于改进小波阈值-EMD算法的高拱坝结构振动响应分析

基于高拱坝泄流结构实测振动响应数据资料,针对泄流激励作用下不可避免混有各种噪声进而影响结构工作模态识别精度的问题,提出了一种基于改进的小波阈值-经验模态分解(EMD)联合算法的滤波降噪方法。以拱坝泄流结构实测振动响应资料为基础,利用改进的小波阈值算法滤除大部分高频白噪声,降低EMD分解的边界积累效应,进行EMD分解,通过去趋势波动分析(DFA)方法进一步滤除白噪声及低频水流噪声。工程实例分析结果表明,与小波分析、EMD方法相比,该方法具有更好的降噪效果,能精确滤除泄流结构实测振动响应信号中的低频水流噪声及白噪声,最大程度地保留信号中有效特征信息,并且为拱坝泄流结构在噪声干扰下提取有效信息提供了捷径,为坝体结构的安全监控打下了基础。