混凝土壩抗震安全評價研究.pdf

1、本文圍繞國家標準《水工建筑物抗震設計規(guī)范》修編中有關混凝土壩抗震安全評價中的相關問題開展研究工作，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指標、大壩地基系統(tǒng)振動臺模型試驗等方面進行研究。主要研究內容和成果如下：
　　1、按簡化了的Abrahamson和Silva的加速度反應譜衰減關系，計算分析了反應譜曲線下降段指數(shù)對不同震級M和距離R的基巖場地反應譜曲線的影響，建議標準反應譜下

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

3、材料動態(tài)試驗，提出了對于不需進行專門試驗研究的混凝土壩，其大壩混凝土動態(tài)強度標準值可較靜態(tài)強度標準值提高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，但不計應變率影響。通過實際重力壩、拱壩工程的計算表明，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研究方面，提出了采用有限元等效應力進行大壩抗震安全的評價準則和壩踵區(qū)

4、域靜動綜合的垂直拉應力超出建基面抗拉強度的范圍不超過壩底寬度的7％的有限元法結果評判準則；根據(jù)對多座實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)定結構系數(shù)從0．65調整為0．55；建議采用基于“等安全系數(shù)法"的剛體極限平衡法進行大壩深層抗滑穩(wěn)定分析，其設計地震下的抗滑穩(wěn)定結構系數(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大壩極限抗震能力的控制性指標，這與為數(shù)不多的重力壩實際震害相符；重力壩全壩段整體三維有

5、限元分析結果表明，對于整體作用強的重力壩，各壩段間存在較明顯的相互作用，建議進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研究方面，根據(jù)拱壩壩肩穩(wěn)定動力分析的特點和要求．參照國外結構抗震設計規(guī)范中關于此問題的相關規(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，提出可采用時域剛體極限平衡法進行壩肩抗震穩(wěn)定計算分析并給出

6、了穩(wěn)定評價的建議：無限地基輻射阻尼和壩體橫縫效應對于拱壩動力反應影響顯著，建議對于抗震設防類別為甲類的拱壩的抗震設計應予計入；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鍵因索，可采用該方法深入分析和評價拱壩的整體抗震安全性，并提出了相應評價指標；拱壩一地基整體系統(tǒng)的振動臺模型試驗，可基本反映對結構系統(tǒng)動力響應影響及損傷破壞較大的包括無限地基輻射阻