混凝土壩抗震安全評價(jià)研究.pdf

1、本文圍繞國家標(biāo)準(zhǔn)《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》修編中有關(guān)混凝土壩抗震安全評價(jià)中的相關(guān)問題開展研究工作，在大壩工程場址地震動參數(shù)確定、大壩混凝土動態(tài)性能、混凝土抗震動力分析方法、大壩抗震安全定量評價(jià)指標(biāo)、大壩地基系統(tǒng)振動臺模型試驗(yàn)等方面進(jìn)行研究。主要研究內(nèi)容和成果如下：
　　1、按簡化了的Abrahamson和Silva的加速度反應(yīng)譜衰減關(guān)系，計(jì)算分析了反應(yīng)譜曲線下降段指數(shù)對不同震級M和距離R的基巖場地反應(yīng)譜曲線的影響，建議標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)譜下

2、降段的指數(shù)由0．9調(diào)整為0．6，放緩了其衰減速度，并通過實(shí)際工程計(jì)算論證了其影響；對當(dāng)前混凝土壩時(shí)間歷程法抗震計(jì)算中實(shí)測地震波的選取存在的問題進(jìn)行分析，提出了按照標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)譜生成至少3組地震波進(jìn)行計(jì)算的建議；針對抗震設(shè)防類別為甲類的重要混凝土壩工程，提出了由設(shè)定地震法確定場地相關(guān)反應(yīng)譜，以及在特定條件下考慮“上盤效應(yīng)"、“近場大震”的基于斷層模型確定場地地震動時(shí)程的建議。
　　2、針對大壩混凝土動態(tài)性能參數(shù)取值，通過實(shí)際工程的混凝土

3、材料動態(tài)試驗(yàn)，提出了對于不需進(jìn)行專門試驗(yàn)研究的混凝土壩，其大壩混凝土動態(tài)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值可較靜態(tài)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值提高20％的建議；提出了大壩混凝土動態(tài)彈性模量較靜態(tài)彈性模量提高50％的建議，但不計(jì)應(yīng)變率影響。通過實(shí)際重力壩、拱壩工程的計(jì)算表明，動態(tài)彈性模量提高幅度由現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的30％提高到50％，對大壩的動力反應(yīng)和抗震安全影響很小。
　　3、重力壩動力分析方法和抗震安全評價(jià)研究方面，提出了采用有限元等效應(yīng)力進(jìn)行大壩抗震安全的評價(jià)準(zhǔn)則和壩踵區(qū)

4、域靜動綜合的垂直拉應(yīng)力超出建基面抗拉強(qiáng)度的范圍不超過壩底寬度的7％的有限元法結(jié)果評判準(zhǔn)則；根據(jù)對多座實(shí)際重力壩動力分析成果，建議將大壩沿建基面抗滑抗震穩(wěn)定結(jié)構(gòu)系數(shù)從0．65調(diào)整為0．55；建議采用基于“等安全系數(shù)法"的剛體極限平衡法進(jìn)行大壩深層抗滑穩(wěn)定分析，其設(shè)計(jì)地震下的抗滑穩(wěn)定結(jié)構(gòu)系數(shù)取為1．4；研究表明，熏力壩頭部折坡部位出現(xiàn)貫穿性開裂往往成為評價(jià)大壩極限抗震能力的控制性指標(biāo)，這與為數(shù)不多的重力壩實(shí)際震害相符；重力壩全壩段整體三維有

5、限元分析結(jié)果表明，對于整體作用強(qiáng)的重力壩，各壩段間存在較明顯的相互作用，建議進(jìn)行考慮三方向地震動輸入的全壩段整體三維有限元分析。
　　4、拱壩動力分析方法和抗震安全評價(jià)研究方面，根據(jù)拱壩壩肩穩(wěn)定動力分析的特點(diǎn)和要求．參照國外結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中關(guān)于此問題的相關(guān)規(guī)定，在基于剛體極限平衡法的拱壩壩肩動力穩(wěn)定分析中，建議不同地震作用方向產(chǎn)生的滑動巖塊慣性力最大值的遇合系數(shù)取0．5，提出可采用時(shí)域剛體極限平衡法進(jìn)行壩肩抗震穩(wěn)定計(jì)算分析并給出

6、了穩(wěn)定評價(jià)的建議：無限地基輻射阻尼和壩體橫縫效應(yīng)對于拱壩動力反應(yīng)影響顯著，建議對于抗震設(shè)防類別為甲類的拱壩的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)予計(jì)入；對小灣等6座高拱壩壩體地基系統(tǒng)的整體抗震安全進(jìn)行的研究成果表明，視壩體—地基為整體系統(tǒng)的抗震分析方法可基本反映影響拱壩整體抗震安全的關(guān)鍵因索，可采用該方法深入分析和評價(jià)拱壩的整體抗震安全性，并提出了相應(yīng)評價(jià)指標(biāo)；拱壩一地基整體系統(tǒng)的振動臺模型試驗(yàn)，可基本反映對結(jié)構(gòu)系統(tǒng)動力響應(yīng)影響及損傷破壞較大的包括無限地基輻射阻