本文从 5个方面总结 了混凝土高坝体系地震 响应分析 的最 新进展及所存在的 问题 ,其 内容包括 :(1)坝体 伸缩横缝 开合 的接触非线性研究 ;(2)坝基远域能量逸散效应 的模拟 ;(3)坝体一库水动力相互作用 ;(4)坝肩抗震 稳定分析研究 ;(5)坝体及地基非线性分析研究。最后提出了当前高坝系统地震动分析所面临的研究课题 。 关键词 :高混凝土坝 ;地震 响应 ;材料非线性 ;坝体一地基系统 ;动接触 ;人工边界 中图 分 类 号 :TV312 文 献标 识码 :A 高坝地 震 响应分 析是 抗震 安 全评 价 的核心 。 近年来 ,我 国在 西部 高地 震 区修建 了一系列 300m级 的 高坝 工程 ,这 些 工程 面 临众 多重 大关 键 技术 问题 的严 峻挑 战 ,尤 其值 得 一提 的是 ,距离 震 级上 限 为 8级 的摩西 发震 断层仅 4.5km的 大 岗 山拱 坝 ,需 要 抗 御世 界少 有 的设 计 地 震加 速度 高 达 0.56g的近 断裂大震的地震作用 ;300m级高拱坝在强震作用下的实际抗震性态 ,与已有的低烈度区的中、小型 水坝相 比,将有许多本质性 的差异 。这些工程的规模及其所面临的问题难度和复杂性在国内外均无 先例 。因此 地震 作 用常 成 为设 计 中 的控制 工 况 。基 于 已有工 程 经验 的传 统 抗震 设计 理 念 、方 法 和技 术 途径 , 已很 难 适应 迅 速 发 展 的工 程 建设 需 要 。 由于 目前 世 界 上 尚缺 乏 高 坝工 程 经 受强 震 的 实例 , 因此 处 于西 部 强震频 发 环境 中的 高坝 工程 抗震 安 全受 到 了社 会 各界 的广 泛 关 注 ,特别 是保 证 高坝 大 库 在遭 受 最大 可 信 地震 时 不 发生 溃 决灾 变 已成 为 当前 水利 水 电工程 抗 震 中的战 略 重点 ,而 高坝 一库 水一地基 体系 地震 响应分 析是 对其地 震灾 变定量 判 断的重 要组成 部分 。 高拱 坝 系统 是包 括 坝体 、地 基 、库 水 及其 相互 作 用 的综 合 体 系 。其 地 震 响应分 析 主要 研 究地 震 作用下拱坝的变形及应力分布 、坝体与地基相互作用 和坝体与库水相互作用等问题 。有关这方面的 研究 国内外 学者 做 了大量 的工作 。 以下将对 其研 究进展 及其 所存 在 的问题进 行总 结分析 。 1 坝体伸缩横缝 开合 的接触非线性研究 考虑 温度 作用 影 响 ,拱坝 在施 工 过程 中按 大致 20多 米 宽度分 段 浇筑 ,待坝体 混 凝土 冷却 至稳 定 温 度时 ,再 对 大致 沿径 向分布 的 坝段 间 的横 缝进 行灌 浆 。在 静 载作 用 下 ,或 者低 拱 坝在 较弱 的地 震 作 用下 ,坝 体 横缝 一般 被 其承 受 的上 游库 水 压 紧 ,基 本 形成 整 体结 构 。但 对 超高 拱 坝在 强地 震 的往 复作 用下 ,作 为整 体 结构 ,其 上部拱 向拉应 力可 达 5~6MPa, 目前 很难 浇筑 如 此高抗 拉 强度 的大 体积 混凝 土 ,由此 按 照这一 计算 结果 是无 法 在西部 强 震 区修 建 300m级 的超高拱 坝 的 。而实 际上 ,坝 体 中 经灌 浆 的横 缝 ,只能传 递 压应 力 而几 乎无 抗 拉强 度 ,因而在 往 复 的地震 作 用 过程 中 ,横缝 必 然 反复 张 合 ,拱 向拉 应 力 将被 释 放 而 导致 应 力 重分 布 ,作 为整 体 结构 计 算所 得 的高 拉应 力 实 际并 不 存 在 。 因此 ,高拱坝在强震作用下已不再是整体结构 ,其地震响应分析中必须考虑横缝开合 的动态边界接
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