基于高阶时域人工边界条件的坝-水相互作用分析方法

在大坝的抗震分析和设计中,应该考虑大坝与半无限库水之间的动力相互作用。地震作用下结构与可压缩水之间动力相互作用分析的关键问题是模拟波在无限域水中的传播。基于一种稳定且便于工程应用的时空局部高阶人工边界条件,建立地震作用下坝-水相互作用的有限元分析方法。该时域整体分析方法恒稳定,且对倾斜坝面或有库底淤积泥砂等复杂工况下的坝-水相互作用分析都具有高精度。通过数值算例揭示了坝面坡角和淤砂层厚度对刚性坝面动水力的影响:动水压力最不利位置约靠近坝水交界面底部,坝面底部动水力峰值随坝面坡角的增大而增大,垂直坝面的坝底动水力峰值最大。另外,淤积泥砂有吸收库水地震反应能量的吸能作用,淤砂层越厚,吸能效果越明显。