：冲击荷载作用下混凝土重力坝破坏特性较静荷载作用下要复杂得多。采用钢板均匀冲击模拟水下循环冲 击波对混凝土重力坝的作用，试验遵循几何和重力相似准则，对模型重力坝进行均匀冲击破坏特性研究，得到模型 坝体的动力破坏特性 ，并对裂缝位置和扩展情况进行 定位和追 踪。试验结果 表 明：当坝体遭 受循环均匀 冲击荷 载 时，上游坝面坝体最大动应变不再在坝踵处，而是位于坝体中部；坝头部位是抗冲击的薄弱部位 ，最先出现开裂破 坏；坝体破坏模式包括贯穿性断裂、碎裂、层裂和抛掷等。试验结果可为大坝的运行管理、防爆抗振设防及安全评 价提供理论依据和技术支持 。 关键词 ：混凝土 重力 坝 ；冲击荷载作用 ；循环 冲击 ；响应 特性 ；破坏模式 中图分类号 ：TV32．3 文献标志码 ：A 文章 编号 ：1001—5485(2016)05—0048—05 1 研究背景 水 电能源是 目前大规模开发 的清洁能源 ，也事 关防洪抗旱 、航运、环境保护等重大国计 民生问题 。 我 国水能资源十分丰富，实际开发量和可开发量均 处于世界首位。近年来 我 国重力坝 的数量越来 越 多，坝高越来越高 ，这些高坝运行过程 中除受静载、 地震荷载作用外¨J，还可能遭受 自然灾害或人为引 起 的冲击荷载的作用(如大体积山体滑坡冲人水库 引起的冲击、爆炸 冲击 、船舶 冲击等)，存在 动力破 坏的危险。大坝的意外损毁 ，可能导致灾难性 的洪 水事件 ，席卷下游的居民区和农业土地，给 国家和人 民的生命财产带来巨大的损失和灾难 。大坝安全问 题面临着前所未有的挑战。 近年来 国内外学者就冲击荷载作用下水中结构 的动力响应开展 了大量的研究 ，如 Houlston等 J 对不同强度 的方形薄板进行 了水下爆炸试验研究获 得结构动力 响应 的位移分布值 ，Fujikake等 利用 落锤试验装置对钢筋混凝土梁在 冲击荷载下的动力 响应特性进行 了试验研究 ，并采用双 自由度质量 一 弹簧一阻尼器模 型对 冲击试验进行计算 与分 析，通 过对比试验结果与模型计算结果可知，两者 吻合 良 好 。姚熊亮等 利用 LS．DYNA有限元软件对 圆柱 结构在不同流体边界下水下爆炸 冲击载荷作用的动 态响应进行数值研究 ，并将数值模拟结果 和经验公 式计算结果 以及海军工程 的实验结果相 比较 ，结果 表明利用 LS．DYNA模拟水下爆炸在一定范围 内是 可行 的。张社 荣等 运用显 式动力分 析程 序 Ls— DYNA，对水下爆炸 冲击荷载作用下大坝动 态响应 进行分析 ，探讨大坝可能破坏模式及相应 的破坏机 制。张社荣等 采用 SPH．FEM耦合 方法 ，对水下 接触爆炸下 的大坝动态 响应及毁伤特性进 行 了分 析。王山山等 通过重力坝模型试验的方法 ，根据 结构振动响应数据，有效测试结构的动力特性。综 上所述可以看到 ，冲击对水 中结构 响应的试验研究 主要集中于结构的动态响应 ，对于大坝的安全 ，人们 更关心的是坝体遭受循环冲击荷载大坝的破坏形态 和破坏程度的估计。本文用机械冲击模拟大坝在强 冲击波作用下的破坏过程 ，开展大坝在核爆 、山体滑 坡冲击作用下的破坏试验。 2 理论分析 钢板冲击模型重力坝时冲击荷载随时间急剧变 化 ，且使系统产生惯性力。本研究采用能量法近似计 算结构的冲击力和冲击应力，并给出如下假定 ：①不 计冲击物钢板的变形 ；②冲击物钢板撞击重力坝迎水 坝面回弹后，不再作用第 2次；③被冲击物模型重力 坝的惯性与冲击物钢板相 比很小 ，可略去不计 ，冲击 力瞬时传遍整个被冲击物模型重力坝；④整个冲击过 程中，构件在线弹性范围内；⑤冲击过程 中，声 、热等

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