近断层地震动作用下混凝土高拱坝损伤特性研究

我国西部地区已建或拟建一批混凝土高拱坝,其中许多位于结构复杂的地震断裂带,更易发生近场强震,可能引起高拱坝的严重损伤,因而有必要分析近断层地震动作用下高拱坝的损伤特性。考虑拱坝坝体的横缝及塑性损伤,建立某高拱坝的动力非线性有限元模型。从PEER强震数据库选取12条包括破裂前方脉冲、滑冲脉冲和无脉冲的近断层地震动作为输入波,分别从损伤破坏规律、耗能特点和坝顶中点位移响应等方面探讨其对混凝土高拱坝动力响应的规律。研究结果表明,破裂前方脉冲地震动作用下拱坝的损伤破坏、能量耗散及位移响应均最大,无脉冲地震动次之,滑冲脉冲最小;破裂前方脉冲和无脉冲地震动引起的坝体损伤和地震响应较大,应予以重视;滑冲脉冲作用下坝体的损伤破坏可忽略不计。

层状边坡的地震动输入方法研究

层状边坡是自然界中最常见的边坡之一,研究其动力响应规律对边坡的稳定性评价具有重要意义。为真实模拟弹性波在层状地基中的传播过程,首先建立层状地基的黏弹性人工边界模型,然后根据波动力学理论推导了考虑介质交界面的一次反射的等效荷载计算公式,并通过两层地基算例验证该输入方法的精度;针对层状边坡,采用本文提出的地震动输入方法和一种传统的输入方法分别研究其动力响应规律。研究表明:在两层地基算例中,本文提出的地震动输入方法能较好满足工程抗震的精度要求;在边坡的动力分析中,与传统方法相比,采用本文方法的边坡塑性应变能累积效应更加明显,且动力安全系数相对较小。

基于NGA模型的主余震序列作用下重力坝损伤破坏研究

传统的线弹性模型和弹塑性DP模型难以真实反映混凝土、岩石地基在遭遇超出其抗拉压强度时的损伤破坏规律。为更加全面地评估余震作用对已损重力坝结构的累积破坏影响,本文采用塑性损伤力学模型来模拟坝体的动力损伤,同时考虑岩石材料的非线性性质,将塑性损伤力学的方法推广到岩体材料,建立了大坝坝体与地基的整体损伤力学模型,实现了重力坝整体动态损伤演化全过程模拟。结合主震与强余震统计关系和NGA地震动衰减关系构造了主余震地震动序列,分别研究了单次主震、单次余震以及主震后余震对强震区混凝土重力坝坝体地基整体损伤演化的影响。研究结果表明:余震作用对坝基的塑性应变累积效应显著,对于主震受损的混凝土重力坝结构,余震作用能够引起结构较大的二次残余变形。

基于有限元强度折减法的降雨入渗基岩型边坡可靠度分析

边坡土体在自然状态下呈现出不确定性,内摩擦角和黏聚力表现为一定的变异性。为探究降雨入渗条件下边坡的稳定性和失效概率,结合强度折减法和二次响应面分析方法,建立了考虑内摩擦角和黏聚力变异性的概率分析模型。针对四川省阿坝州松潘县一基岩型层状边坡,探讨了内摩擦角和黏聚力的相关系数、变异系数以及降雨强度对该边坡失效概率的影响。结果表明:该边坡在天然条件下为中等危险状态;边坡失效概率与降雨持时及强度呈现正相关关系;当边坡失效概率小于50%时,变异系数越大,失效概率越大;当边坡失效概率大于50%时,变异系数越小,失效概率越大;黏聚力的变异性对边坡失效概率的影响小于内摩擦角的变异性。