高心墙堆石坝弹塑性动力反应分析及地震易损性研究

采用改进PZC弹塑性模型和动力固结有限元程序SWANDYNEⅡ,对糯扎渡高土石坝进行动力分析,直接得到大坝永久变形,为地震易损性研究提供计算基础.采用坝顶相对震陷率作为易损性性能参数,根据糯扎渡高土石坝所在区域的主要潜在震源区内统计地震情况,从PEER中选取60条吻合较好的地震动记录.基于性能的大坝抗震设防水准和土石坝震害等级,提出适合高土石坝的性能水平划分.引入人工神经网络方法,结合多条带分法,提出基于ANN-MSA的高土石坝地震易损性分析方法.该方法通过对选取的地震动记录调幅处理,利用SWANDYNEⅡ程序对地震动进行分析,得到不同PGA的坝顶相对震陷率,作为训练样本和检验样本.采用RBFNN对训练样本进行训练,利用训练和检验后的模型预测坝顶相对震陷率.结合ANN预测结果和MSA方法,对糯扎渡高土石坝进行地震易损性分析,计算出该大坝的三维地震易损性曲面.

基于完全耦合理论的涉水边坡地震响应分析

基于完全耦合理论和Pastor-Zienkiewicz-Chan(PZC)弹塑性模型,采用三维弹塑性动力有限元程序DYNE3WAC对涉水边坡的地震动力响应进行非线性时程动力分析。该分析方法考虑三维涉水边坡的水土耦合作用,因此能够更加准确的描述涉水边坡的地震加速度响应、超静孔压和竖向永久变形等。计算结果表明加速度在涉水边坡先稍微减弱而后逐渐增大,呈现出鞭梢效应,超静孔隙水压力随地震动波动变化并逐渐累积,竖向永久位移的最大值发生在坡顶处,均满足一般规律。通过对时间水位竖向永久变形的三维曲面分析可知,随着水位的增加,涉水边坡在地震作用下的沉降值不断增加,坡顶的大变形极易引起边坡失稳,因此抗震设计时须对此处引起重视。

基于性能的高心墙堆石坝震害风险评估研究

高心墙堆石坝动力弹塑性分析及其震害风险评估研究可以为高心墙堆石坝抗震安全的研究提供科学依据。为此,首先在PZC弹塑性模型的基础上引入临界状态理论和状态参数的改进PZC弹塑性模型,并嵌入到SWANDYNE II程序对糯扎渡高心墙堆石坝进行动力分析。然后,根据糯扎渡高心墙堆石坝坝址场地资料设定地震动选取条件和地震波数量,选取坝顶相对震陷率作为性能参数,采用多条带法进行高心墙堆石坝地震易损性分析。最后,根据地震加速度概率密度函数与地震易损性结果,采用Monte Carlo法对糯扎渡高心墙堆石坝进行基于性能的震害风险评估研究。风险评估结果表明:糯扎渡高心墙堆石坝发生严重破坏的震害风险概率仅为9.012×10^-4,而发生轻微损伤的震害风险概率为0.1543。