拱壩抗震性能設(shè)計(jì)及模型試驗(yàn)影響因素研究.pdf

1、隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，一批高拱壩在我國(guó)西南部正在或?qū)⒁_工建設(shè)，這些工程庫容達(dá)數(shù)十億到數(shù)百億立方米，并且大部分處于強(qiáng)烈地震活動(dòng)區(qū)，若發(fā)生破壞將帶來嚴(yán)重的后果。本文以研究混凝土拱壩的地震破壞形態(tài)、破壞機(jī)理為目的，從混凝土拱壩動(dòng)力數(shù)值計(jì)算入手，考慮混凝土開裂、橫峰張開等非線性因素研究了混凝土拱壩的可能破壞模式和地震極限承載能力。從而可以更全面地考察拱壩的抗震性能，為工程設(shè)計(jì)人員有針對(duì)性地采取工程措施進(jìn)行拱壩抗震設(shè)計(jì)提供了參考。主要內(nèi)容如

2、下： 針對(duì)本論文所涉及的基本理論，簡(jiǎn)要介紹了混凝土單元的理論框架及性能和有限元接觸算法的基本理論，主要是接觸算法中的拉格朗日乘子法。 采用非線性時(shí)程分析方法研究了拱冠地震動(dòng)向下游位移和地震峰值加速度(GPA)的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)了之間的相互關(guān)系，并且上述關(guān)系可以反映拱壩的整體破壞狀態(tài)，利于評(píng)判拱壩的整體抗震性能。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了在考慮設(shè)計(jì)地震和考慮不同概率大小地震下，基于“投資—效益準(zhǔn)則”的大壩的整體抗震性能設(shè)計(jì)研究了考慮混凝

3、土開裂非線性的擬靜力方法適用范圍。發(fā)現(xiàn)這種近似方法對(duì)于重力壩這種靜定結(jié)構(gòu)具有可行性，但是對(duì)于拱壩這種高度超靜定結(jié)構(gòu)不適用。同時(shí)，還討論了不同振型下的震動(dòng)對(duì)拱壩開裂的貢獻(xiàn)。 討論了非線性情況下的拱壩模型試驗(yàn)，根據(jù)由相似原理推導(dǎo)的非線性下的模型與原型的各種相似比，僅考慮材料是脆性破壞的情形，建立了縮尺模型的數(shù)值模型，并將其數(shù)值計(jì)算結(jié)果與原型的數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)其相似理論能夠反應(yīng)實(shí)際情況。隨后進(jìn)行了地震波持時(shí)延長(zhǎng)后，破壞