強震作用下高拱壩抗震安全分析

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1、３３２西安理工大學(xué)學(xué)報ＪｏｕｒｎａｌｏｆＸｉ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（２０１８）Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．３ＤＯＩ：１０．１９３２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ．１００６４７１０．２０１８．０３．０１４強震作用下高拱壩抗震安全分析李曉娜１，王嘉威１，李同春２，黃靈芝１，何金文３（１．西安理工大學(xué)水利水電學(xué)院，陜西西安７１００４８；２．河海大學(xué)農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，江蘇南京２１００９８；３．三峽大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院，湖北宜昌４４３００２）摘要：一大批高拱壩在我國西部強震區(qū)建設(shè)、運行，高拱壩抗震安全至關(guān)重要。本文采用混凝土四參數(shù)損傷模型，模擬高拱壩在強震作用下的抗震安全問題。通過超載地震加速

2、度峰值，研究不同超載倍數(shù)下，高拱壩抗震安全性能。分析表明，在強震作用下，壩體靠近建基面及壩體中上部損傷值較大，且隨著加載倍數(shù)增加，損傷值逐漸加大，分布區(qū)域亦相應(yīng)增加，當(dāng)超載地震加速度峰值倍數(shù)為２．０時，壩體已偏于不安全。研究給出了高拱壩壩面損傷分布情況，為高拱壩抗震安全評價提供一種新的思路。關(guān)鍵詞：強震作用；高拱壩；四參數(shù)損傷模型；抗震安全中圖分類號：ＴＶ３１３文獻標(biāo)志碼：Ａ文章編號：１００６４７１０（２０１８）０３０３３２０６犛犲犻狊犿犻犮狊犪犳犲狋狔犪狀犪犾狔狊犻狊狅犳犺犻犵犺犪狉犮犺犱犪犿狌狀犱犲狉狊狋狉狅狀犵犲犪狉狋犺狇狌犪犽犲１，ＷＡＮＧＪｉａｗｅｉ１，ＬＩＴｏｎｇｃｈｕｎ２，

3、ＨＵＡＮＧＬｉｎｇｚｈｉ１，ＨＥＪｉｎｗｅｎ３ＬＩＸｉａｏｎａ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＨｙｄｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００４８，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｏｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９８，Ｃｈｉｎａ；３．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＨｙｄｒａｕｌｉｃ＆ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＴｈｒｅｅＧｏｒｇｅｓＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｉｃｈａｎｇ４４３００２，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪

4、犮狋：ＬａｒｇｅｑｕａｎｔｉｔｉｅｓｏｆｈｉｇｈａｒｃｈｄａｍｓｈａｖｅｂｅｅｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄａｎｄｈａｖｅｗｏｒｋｅｄｉｎｔｈｅｈｉｇｈｓｅｉｓｍｉｃｓｏｕｔｈｗｅｓｔｏｆＣｈｉｎａ．Ｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃｓａｆｅｔｙｏｆａｒｃｈｄａｍｓｉｓｏｆｇｒｅａｔｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ．Ｔｈｅｃｏｎｃｒｅｔｅｆｏｕｒｐａｒａｍｅｔｅｒｄａｍａｇｅｍｏｄｅｌｉｓｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓａｆｅｔｙｏｆａｈｉｇｈａｒｃｈｄａｍｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｓｅｖｅｒｅｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ．Ｐｅａｋａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｏｆｅａｒｔｈｑｕａｋｅｉｓｏｖｅｒｌｏａｄｅｄ．Ｄｉｆｆｅ

5、ｒｅｎｔｏｖｅｒｌｏａｄｒａｔｉｏｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃｓａｆｅｔｙｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｈｉｇｈａｒｃｈｄａｍｓ．Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｓｔｈａｔｕｎｄｅｒｓｅｖｅｒｅｅａｒｔｈｑｕａｋｅ，ｎｅａｒｂｙｐｌａｎｅｂａｓｅｓｕｒｆａｃｅａｎｄｍｉｄｄｌｅｕｐｐｅｒｐａｒｔｏｆｄａｍ，ｔｈｅｄａｍａｇｅｉｓｌａｒｇｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｉｎｏｔｈｅｒｐａｒｔｓ．Ｔｈｅｄａｍａｇｅｉｓｇｒａｄｕａｌｌｙｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｌｏａｄｍｕｌｔｉｐｌｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇａｎｄｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｒｅａａｌｓｏｉｎｃｒｅａｓ

6、ｅｓａｃｃｏｒｄｉｎｇｌｙ．Ｕｎｄｅｒｏｖｅｒｌｏａｄ２．０ｔｉｍｅｓｏｆｔｈｅｐｅａｋｓｅｉｓｍｉｃａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｄａｍｉｓｕｎｓａｆｅｗｉｔｈｔｈｅｈｉｇｈａｒｃｈｄａｍｓｕｒｆａｃｅｄａｍａｇｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｇｉｖｅｎ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｖｉｄｅｓａｎｅｗｔｒａｉｎｏｆｔｈｏｕｇｈｔｆｏｒｈｉｇｈａｒｃｈｄａｍｓｅｉｓｍｉｃｓａｆｅｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｓｔｒｏｎｇｅａｒｔｈｑｕａｋｅａｃｔｉｏｎ；ｈｉｇｈａｒｃｈｄａｍ；ｆｏｕｒｐａｒａｍｅｔｅｒｄａｍａｇｅｍｏｄｅｌ；ｓｅｉｓｍｉｃｓａｆｅｔｙ［２］在強震作用下高拱壩一旦發(fā)生潰

7、決將嚴(yán)重威脅臂梁完全斷裂。２００８年汶川地震中的沙牌拱壩［３］下游人民群眾的生命財產(chǎn)安全。歷史上也曾有拱壩遭受的地震動也超過設(shè)計地震動，盡管大壩保持發(fā)生震害的例子，例如，秘魯?shù)馁M雷爾拱壩遭受強震整體安全，但在下游壩體中上部高程也發(fā)生了水平［４］后，壩體出現(xiàn)一垂直裂縫，與基巖接觸處有滲漏，最開裂。因此，研究強震作用下的高拱壩抗震安全終導(dǎo)致大壩處于危急狀態(tài)［１］；美國的Ｐａｃｏｉｍａ拱壩是非常必要的。