库水位变动条件下宝珠寺重力坝的动力响应研究

地震作用下库水的动力作用一直以来都是重力坝抗震设计中不可忽视的重大问题。当地震发生时,重力坝-地基-库水系统在地震作用下相互作用,库水在库区地基与重力坝体的带动下发生振动,在迎水坝面产生动水压力;库水位会随季节变化,而地震却是随机发生的,因此,研究重力坝在不同库水位下的动力响应及坝体的抗震安全是很有必要的。基于声固耦合法,以声学流体单元模拟库水,对宝珠寺重力坝的3个典型断面进行了库水位变动条件下的动力响应分析。研究发现,当库水位由低水位逐渐升高时,坝体坝踵位置应力随之增大,而中上部折坡处的应力随之减小;不同库水位对坝面动水压力均有显著影响,而动水压力幅值并非随库水位升高而一直变大,当库水位超过满库水位的85%后,动水压力极值反而会变小;在强震作用下,混凝土受拉损伤区首先在坝踵以及中上部折坡处出现,随后在坝踵位置损伤区向中下部折坡延伸,在中上部折坡位置处的塑性区沿水平方向发育,最后在中上部折坡形成水平贯通损伤区,坝踵与中下部折坡形成斜向贯通损伤区;受拉损伤区面积随库水位的升高而增大,且在坝体截面薄弱处更容易形成损伤区。