地震动峰值速度及峰值位移对高拱坝地震反应的影响

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我国在西南地区已经修建了大批300米级的高拱坝,由于西南地区地震频发且属于高地震烈度区,这些具有巨大库容的高坝面临着严峻的抗震问题。大坝与一般工程有所不同,它的溃决失事不仅意味着工程本身失效,其引发的次生灾害将对下游造成毁灭性的破坏,后果不堪设想。因此,对高拱坝抗震问题的研究具有重要的工程价值。  本文基于显式有限元结合黏弹性人工边界的时域波动分析方法,以小湾拱坝为例,探讨了地震动峰值速度、峰值位移及地震动速度脉冲对高拱坝地震反应的影响。论文的主要内容和成果如下:  (1)选用根据水工规范设计反应谱拟合而成的峰值加速度、峰值位移相同而峰值速度不同的两组地震动以及峰值加速度、峰值速度相同而峰值位移不同的两组地震动作为输入,探讨了地震动峰值速度、峰值位移对高拱坝地震反应的影响。结果表明:地震动峰值速度对高拱坝地震动力反应影响并不明显;地震动峰值位移对坝体的顺河向位移反应、某些关键部位的拱、梁应力反应以及上、下游坝面的主应力反应均有较为明显的影响。  (2)选取了不含有速度脉冲的远场地震动和含有速度脉冲的近断层地震动共45条作为输入,其中将近断层地震动分为具有短速度脉冲周期的地震动和具有长速度脉冲周期的地震动。探讨了地震动速度脉冲对高拱坝地震反应的影响。结果表明:速度脉冲型地震动会在一定程度上加大高拱坝的地震动力反应;速度脉冲周期对坝体位移反应有一定影响,含有较长速度脉冲周期的地震动作用下,坝体的位移反应会更加显著。
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