强震作用下混凝土重力坝破坏模式研究

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地震作用下混凝土重力坝极限抗震能力分析

第45卷第1期2019年1月水力发电地震作用下混凝土重力坝极限抗震能力分析王旭东张立翔朱兴文2(1.昆明理工大学建筑工程学院工程力学系，云南昆明650500；2.大理大学数学与计算机学院，云南大理671003)摘要：采用ABAQUS中的混凝土塑性损伤模型来模拟某重力坝的地震响应特性，分析不同强度地震卜•坝体损伤破坏区。

以印度的Koyna混凝土重力坝为例，采用混凝土塑性损伤模型模拟了大坝动力损伤破坏过程，数值模拟结果与文献中模型试验结果基本相同，验证了数值模型的正确性，根据损伤破坏效应能够判定Koyna重力坝的极限抗震能力为0.4g〜0.45g。

对云南省某混凝土重力坝的极限抗震能力进行了探讨，根据重力坝的损伤破坏效应可以初步认定该混凝土重力坝的极限抗震能力在0-4g~0.45g o关键词：混凝土重力坝；地震；塑性损伤模型；极限抗震能力Analysis on Ultimate Seismic Capacity of Gravity Dam under Earthquake EffectWANG Xudong1,ZHANG Lixiang',ZHU Xingwen2(1.Faculty of Civil and Architectural Engineering,Kunming University of Science and Technology,Kunming650500,Yunnan.China; 2.School of Mathematics and Computer,Dali University,Dali671003,Yunnan,China) Abstract：The concrete plastic damage model in ABAQUS is used to simulate the response characteristics of a concrete gravity dam under earthquake.The dam damage and destruction zone under different strong earthquake is analyzed.Taking Koyna concrete gravity dam in India as an example,the plastic damage model of concrete is used to simulate the process of dam damage and failure.The numerical simulation results are basically the same as the model test results in the literature,which verified the correctness of numerical model.According to damage effect,it can be judged that the ultimate seismic capacity of Koyna gravity dam is0.4g-0.45g.The ultimate seismic capacity of a concrete gravity darn in Yunnan Province is also discussed,and according to the damaging effect of gravity dam,it can be initially determined that the ultimate seismic capacity of this dam is0.4g-0.45g.Key Words：concrete gravity dam;earthquake;plastic damage model;ultimate seismic capacity中图分类号：TV312文献标识码：A文章编号：0559-9342(2019)01-0023-052008年汶川发生了里氏&0级特大地震，地震烈度XI度，地震对震区内的水电工程造成了极大的影响。

混凝土重力坝的地震裂缝分析

混凝土重力坝的地震裂缝分析1.介绍由于地震的随机性质[1、2],混凝土大坝有可能受到强烈地震，可能超过他们纳入的范围。

一旦混凝土重力大坝遭受强烈地震,他们可能维持裂缝。

裂缝可以穿透这些庞然大物,整个大坝可能会碎成几块。

当没有后续地震或只有轻微的地震发生时,分离前的滑块是可以预防的在破解网站现有的摩擦力,使紫坪铺水库大坝保持稳定。

一旦受到强有力的地震,然而,紫坪铺水库大坝的稳定性被破坏。

分离前块可能下滑,推翻,甚至崩溃。

分离最高大楼倒塌后,水库大坝的阻挡水失败,造成巨大的生命和财产损失。

如果一个工程在施工阶段注意细节,那么大部分现有的建筑可以持续的在地震情况下不受相当大的损害[1]。

因此,研究行为地震波下的大坝破裂和有效的抗震措施是至关重要的。

数值和实验方法都表明,大坝一旦受损,他们不再是结构而成块分离的系统渗透裂缝(3 - 6)。

这激励了无数研究人员最近关注大坝破裂的失效分析。

koyna大坝的稳定,持续渗透裂纹,赛和克里希纳首先对摇摆进行了研究[7],他们假定渗透裂纹位于海拔下游坡突然改变了。

进行了振动台试验[8]检查裂纹的过程发生和传播。

维兰德也研究了分离的动态稳定一个拱坝混凝土块在分离时的动态稳定等。

[9]和马拉et al。

[10]。

但是,解决动态接触裂纹网站已经成为一个主要的条件挑战的研究。

处罚的方法是采用增量位移约束方程(IDCE)模型[11]来模拟裂纹的接触条件。

一个理论模型考虑瞬态水压力[12]变化沿拉伸地震混凝土裂缝发展;到有限元程序实现的模型分析混凝土重力坝的抗震结构稳定性。

也称重力大坝可能接受开裂和滑动在上层部分的强烈地震时地面运动。

通过这种方式,他们开发了简化计算过程[13]生成的建议,以及大坝安全指南需求,评估组件的残余滑动位移的断裂的混凝土重力坝。

然而,大多数研究都集中在确定损伤位置和分析了大坝的稳定性。

也大多数文献关注的这些大坝的加固效果的评价没有一个初始裂纹。

各种各样的钢筋本构模型在这些文献介绍了。

混凝土坝及附属建筑物震害分析及增强抗震性能对策研究

课题2 混凝土水工建筑物抗震分析与震害防治专题 2.1 混凝土坝及附属建筑物震害分析及增强抗震性能对策研究一、研究目标利用汶川地震实际地震波，进行振动台试验和数值模拟分析，再现地震作用下沙牌碾压混凝土拱坝及其附属建筑物（厂房、进水口（塔）、边坡、闸门及门槽等）的变形和局部破损过程，找出薄弱环节，为震后加固修复提供依据。

对抗震设计分析和安全评价中相互配套、不可分割的三个组成部分，即：地震动输入和材料动态特性、地震动响应分析、安全评价进行综合和系统研究，完善以局部破损理论为依据的混凝土坝及其附属建筑物抗震设计分析理论及安全度评价准则，达到最大设计地震作用下可修、最大可信地震作用下不溃坝的两级设防的目的，提出增强抗震性能的对策和措施，保证我国西部强震区混凝土坝及其附属建筑物的安全，并为水工建筑物抗震设计规范的修订提供依据。

二、研究内容1.混凝土坝及其附属建筑物震损调查、震害分析与重现及修复加固(1) 对经历汶川地震的混凝土大坝及附属建筑物进行细致深入的震损调查，建立不同烈度区的震害数据库；(2) 反演、再现沙牌碾压混凝土拱坝及其附属建筑物在地震作用下的变形和局部破损过程；(3) 正确评价水工抗震设计规范中有关混凝土拱坝及其附属建筑物抗震设计条文，论证按局部破损理论进行两级抗震设防的必要性；(4) 根据现行抗震设计规范要求，提出受震损混凝土大坝及附属建筑物的修复加固措施，对已建、在建水工建筑物进行复核分析研究。

2.基于局部破损理论的混凝土坝及其附属建筑物的动力响应(1) 地震动参数的确定及抗震分析中的地震动输入方式；(2) 近坝地基岩体及混凝土材料在一定静载条件下施加动荷载的力学特性、本构模型，坝基软弱结构面等材料的动强度和变形特性等，研究多场耦合作用机制和多相介质的力学行为；(3) 设计能反映大坝地震破损情况的小结构，进行小结构地震模拟试验，并对小结构进行计算分析，研究有关响应量和破损情况；(4) 根据实测资料，进行混凝土坝及其附属建筑物抗震局部破损分析的计算软件认证，数值分析建模、地震动输入方式等的规范化。

极端荷载作用下混凝土重力坝的动态响应行为和损伤机理

极端荷载作用下混凝土重力坝的动态响应行为和损伤机理随着坝工技术的发展，一大批100m~300m级的高坝建设进入快速发展阶段。

在一般状态下，大坝正常的安全运行可以得到保障。

然而我国高坝建设主要位于西南强震区域，由于地震动的不确定性，超过设计地震的地震动是存在并可能发生，当发生超设计地震时，大坝可能遭受破坏，抗震安全问题十分突出；同时高坝由于其显著的政治经济效益，无疑成为局部战争和恐怖爆炸袭击的重点攻击对象，大坝一旦失事，后果不堪设想。

因此，对突发极端荷载作用下的大坝动态响应行为和损伤机理进行研究，评价高坝的抗震及抗爆安全性，是关系我国社会经济发展全局的防灾减灾重大工作中的重要内容，也是我国水利工程建设中必须面对的前沿性关键技术问题和重要战略课题。

由于失事后果严重，突发极端荷载下的高混凝土坝安全及防护问题值得关注。

对于混凝土重力坝而言，可能引发大坝灾变的极端荷载主要包括：强地震荷载和爆炸荷载。

为了揭示强震及突发性爆炸冲击荷载下大坝的动态响应行为和损伤破坏机理，本文（1）从强震作用下混凝土重力坝的动态响应行为、断裂破坏过程、潜在失效模式及极限抗震能力评价方法；初始裂缝、强震持时、主余震地震序列、近断层地震动对大坝抗震性能的影响等方面，系统地研究了强震作用下混凝土重力坝的动态响应及损伤机理；（2）并从炸药在不同介质的爆炸过程、冲击波传播特性、边界效应；水下和空中爆炸冲击下的大坝毁伤特性；水下爆炸冲击下的大坝破坏效应、抗爆性能及损伤预测等方面，系统研究了爆炸冲击荷载下混凝土重力坝的动力行为和毁伤机理。

主要创新工作内容如下：（1）探讨了大坝强震断裂破坏过程，概化出强震潜在失效模式基于扩展有限元基本理论，研究了强震荷载作用下混凝土重力坝的动态响应行为、渐进失效过程以及裂缝张开闭合行为，验证了该方法在分析混凝土重力坝地震破坏过程的可行性，并讨论了网格尺寸效应；分析了混凝土重力坝在不同水平地震作用下的动力渐进破坏过程、破坏形态和开裂破坏位置，概化出强震作用下混凝土重力坝的潜在失效模式，得到了混凝土重力坝的抗震薄弱部位。

碾压混凝土重力坝抗震措施研究

碾压混凝土重力坝抗震措施研究摘要：进入二十一世纪以来，我国经济得到了迅猛稳定地发展，在生产力快速增长的同时，资源的消耗速度及对能源的需求也与日俱增，利用新型清洁可再生能源代替传统资源型能源已成为国家能源战略的重中之重。

水能资源是技术上最成熟、经济上合理的清洁能源，也是我国能源结构中重要的组成部分。

但是与发达国家相比，我国对水能资源的利用依然很低，仍然有很大的开发利用空间，要开发这些源源不断的清洁能源，修建水利枢纽必不可少。

随着筑坝技术的发展，新世纪我国先后开工建设及规划了数座世界级高混凝土规，比如澜沧江上的小湾拱坝，坝高292m。

因我国大部分高坝大库多集中在我国西南部地区，该地区为强震多发地带，一旦失事将会给社会带来巨大的生命财产损失，故研究高坝在强震中的动力响应及损伤机制进而确定合理的抗震措施成为当前急需解决的问题。

关键词：碾压混凝土；重力坝；抗震措施重力坝依靠自身重力来维持稳定，根据筑坝材料或施工工艺的差异，可分为砌石重力坝、常态或碾压混凝土重力坝及堆石混凝土重力坝，从目前坝工发展情况看，碾压混凝土筑坝技术得到了大面积推广。

碾压混凝土坝可以大幅降低水泥用量，克服了混凝土坝的缺点。

但受坝址区地形条件影响较大，当碾压混凝土坝体积不大时，大规模机械化施工的优势难以发挥。

本文就基于西部某碾压混凝土高坝进行了地震分析，分析了地震中损伤因子的发展规律及截面应力的变化规律。

1、工程概况某水库位于阳泉市孟县西潘乡进圭村至庄头村之间的乌河下游干流上，坝址位于均才村上游约1 km处，坝址以上控制流域面积1112.3 km2。

乌河属海河流域，发源于阳曲县的两岭山，自孟县东蒋村西南0.3 km入阳泉境内，流经孟县东梁、西烟、西潘、庄里4个乡（镇），由南向北于庄里乡枣院村汇入大河，全长64 km，流域面积1 230 km2，阳泉境内流域面积697 km2。

主要支流温川河发源于阳曲县小五台山，流域面积339.49 km2。

基于FEMSPH方法的水下爆炸冲击荷载作用下的混凝土重力坝破坏模式研究

基于FEM/SPH方法的水下爆炸冲击荷载作用下的混凝土重力坝破坏模式研究随着坝工技术的不断发展，高坝建设在我国已进入到了快速发展阶段。

由于现代战争中快速精确打击的作战方式使得大坝因其独特的政治、经济、军事价值而成为敌方的重点打击目标。

大坝一旦失事，将造成极大的财产损失及不良的社会影响，为当地人民带来毁灭性的灾难。

因此，大坝的抗爆研究对于大坝安全防护具有极为重要的意义。

分别采用SPH法、ALE法及FEM/SPH耦合法进行了近水面水下爆炸数值模拟研究，通过计算结果的精确度、收敛速度等多方面的对比，分析了三种不同方法的优缺点。

采用传统的基于网格的数值模拟方法对水下爆炸问题进行研究，经常会出现网格发生严重畸变而导致计算中断的问题。

而SPH法因其是一种无网格、粒子形式的具有Lagrange性质的数值模拟方法，从而克服了传统方法的网格大变形问题，因此被广泛应用于爆炸仿真的研究当中，但是其收敛速度较慢。

而FEM/SPH耦合方法综合了上述两种方法的优点，既避免了网格大变形问题，同时又具有较快的收敛速度。

在水下爆炸冲击荷载作用下的大坝动力响应及其破坏模式分析是评估大坝抗爆安全的重要问题之一。

本文基于非线性有限元技术，以有限元显示动力分析程序AUTODYN为平台，通过FEM/SPH耦合方法，在大变形区域采用SPH方法，在小变形区域采用FEM网格方法，建立了重力坝水下爆炸全耦合模型。

通过大量数值模拟计算，研究了水下爆炸冲击荷载作用下，不同的炸药起爆距离、起爆深度及装药量对大坝动力响应及破坏模式的影响规律，以及大坝不同部位的震动规律。

结果表明，水下贴面爆炸对大坝破坏较为严重，重力坝坝头为大坝的抗爆薄弱部位，当装药增加时坝头很可能会因其下部结构严重破损而发生倾倒破坏，严重时极有可能导致溃坝。

本文的研究结果具有一定的工程实用价值，对于今后大坝人防设计具有较强的借鉴和参考价值。

混凝土重力坝研究

混凝土重力坝研究混凝土重力坝是一种常见的大型水利工程结构，其主要由混凝土建筑物形成，利用重力作用来抵抗水压力和其他荷载的结构。

混凝土重力坝的研究对于水利工程的设计和建造具有重要意义。

本文将重点介绍混凝土重力坝的研究内容和相关案例。

首先，混凝土重力坝的研究内容包括坝体结构稳定性、抗震性能、渗流分析和开发坝基的研究。

坝体结构稳定性是混凝土重力坝设计的基础，包括对坝体内力、应力和变形的分析，以及对不同荷载条件下的破坏机制研究。

抗震性能是指在地震作用下，坝体能够保持稳定和安全。

渗流分析是指对坝体内部渗流和渗漏情况的分析和控制，以确保坝体的稳定性和坝后的安全。

开发坝基的研究是指对坝基地质条件的调查和分析，以确定合适的坝基处理措施。

其次，混凝土重力坝的研究还包括坝体材料的研究和结构施工技术的研究。

坝体材料的研究包括混凝土的强度、抗裂性能和耐久性等方面的研究，以确定合适的材料配合比和混凝土浇筑工艺。

结构施工技术的研究包括坝体的施工方法、浇筑工艺和施工过程的控制等方面的研究，以确保坝体的质量和施工进度。

最后，混凝土重力坝的研究还可以借助数值模拟和实验模型来进行。

数值模拟可以采用有限元方法或其他数学模型，模拟坝体的结构行为和荷载响应，以评估坝体的安全性和稳定性。

实验模型可以建立小比例的物理模型，通过加载实际荷载和观测变形来研究坝体的行为和响应。

下面以中国的七曲重力坝为例介绍混凝土重力坝的研究和实践。

七曲重力坝位于云南省澜沧江上游，是中国最大的重力坝之一、该坝的研究充分考虑了坝体的稳定性、抗震性能和渗流分析等方面。

通过数值模拟和实验模型的研究，确定了坝体的设计参数和施工方法，确保了坝体的稳定和安全。

总之，混凝土重力坝的研究是水利工程设计和建造的重要内容。

通过对坝体结构稳定性、抗震性能、渗流分析和开发坝基的研究，可以确保混凝土重力坝的稳定和安全。

数值模拟和实验模型可以为混凝土重力坝的设计和施工提供重要的技术支持。

高地震烈度下混凝土重力坝动力特性与抗震性能研究的开题报告

高地震烈度下混凝土重力坝动力特性与抗震性能研究的开题报告一、选题意义和背景混凝土重力坝是一种广泛应用于水利工程中的大型水库坝体，其抗震性能的研究对工程的安全稳定性有着重要的意义。

高地震烈度下混凝土重力坝的动力特性是影响其抗震性能的重要因素。

因此，对混凝土重力坝在高地震烈度下的动力特性及其抗震性能进行研究，可以为相关工程的地震灾害防治提供科学依据和理论支持，推进水利工程的科学发展。

二、研究内容和思路本文所要研究的对象是高地震烈度下混凝土重力坝的动力特性及其抗震性能。

该研究将从以下几个方面展开：1. 混凝土重力坝的基本结构和设计参数介绍混凝土重力坝的基本结构和设计参数，包括坝体的高度、截面形状、坝体厚度等。

同时，还会对坝体抗震设防强度等设计要求进行介绍。

2. 混凝土重力坝在地震荷载下的动力特性分析通过对混凝土重力坝在地震荷载下的振动特性进行分析，包括谐振频率、振型等参数的计算，得到混凝土重力坝在地震中可能出现的动力响应情况。

3. 混凝土重力坝的抗震性能评估通过对混凝土重力坝抗震性能的评估，包括最大加速度、变形等参数的计算和分析，得到混凝土重力坝在地震中的破坏概率和破坏模式。

4. 抗震加固措施设计根据对混凝土重力坝的抗震性能评估结果，为提高其抗震性能进行抗震加固措施设计，包括加强坝体结构、改进坝体固结体系等措施。

三、预期研究结果1. 深入了解混凝土重力坝的动力特性和抗震性能通过对混凝土重力坝的动力特性和抗震性能进行研究，可以更深入了解其在高地震烈度下的受力情况和破坏规律。

2. 提出可行的抗震加固措施通过对混凝土重力坝抗震性能评估及加固措施设计，可以为工程实践提出可行的抗震加固措施，提高工程的整体安全稳定性。

四、研究方法1.数值分析法通过数值分析软件进行相应的参数计算，以此得到混凝土重力坝在地震荷载下的动力响应特性和抗震性能评估结果。

2. 理论分析法参考经验公式和理论分析，对混凝土重力坝的动力响应和抗震性能进行理论分析。

混凝土重力坝非线性地震响应及抗震加固设计研究的开题报告

混凝土重力坝非线性地震响应及抗震加固设计研究的开题
报告
一、研究背景
混凝土重力坝是一种重要的水利工程结构，其在水利工程中的作用十分重要。

然而，由于其体积较大、结构复杂，受到地震时容易产生较大的损伤，因此抗震加固设计成为其发展的一个必要问题。

目前，对混凝土重力坝地震响应及抗震加固设计的研究还不够深入，需要进一步探讨。

二、研究内容
本文主要研究混凝土重力坝的非线性地震响应及抗震加固设计，包括以下几个方面：
1. 混凝土重力坝的地震响应分析。

2. 确定混凝土重力坝的抗震性能指标，比如位移限制、加速度限制等。

3. 根据抗震性能指标，设计抗震加固方案。

4. 进行抗震加固方案的模拟分析。

5. 结合实际工程，进行实测验证，检验抗震加固方案的有效性。

三、研究意义
深入研究混凝土重力坝的地震响应及抗震加固设计，可以为改进工程设计，提高其安全性和可靠性提供指导。

另外，该研究还可以积累工程实践经验，推动我国水利工程结构的发展。

四、研究方法
本研究采用理论分析、数值模拟及实测验证相结合的方法。

具体包括：
1. 采用现有的地震响应分析程序，进行混凝土重力坝地震响应分析。

2. 利用有限元方法，进行抗震加固方案的模拟分析。

3. 在实际工程中，采取现场实测的方法，对抗震加固方案进行验证。

五、预期成果
1. 揭示混凝土重力坝地震响应的规律。

2. 提出具有可操作性的抗震加固方案。

3. 验证抗震加固方案的有效性，为实际工程提供借鉴。

混凝土重力坝在地震作用下的数值模拟

混凝土重力坝在地震作用下的数值模拟混凝土重力坝在地震作用下的数值模拟是研究坝体受地震作用下的动
态响应，评估其抗震性能的一种方法。

该模拟可以从地震力、土体抗震性能、结构系统动力特性等多个方面综合考虑，以精度高、可靠性强的方式
分析坝体在地震作用下的响应情况。

具体地，该模拟包含以下主要内容：
1.坝体地震动力学特性的建模：将坝体作为整体，用有限元法（FEM）等方法对其进行动态分析和模拟。

2.地震作用模拟：将罕见地震强度、频率和方向等因素考虑在内，并
运用动态分析方法，对坝体受地震作用下的反应情况予以模拟。

3.土体抗震性能模拟：将土体材料的强度、刚度、阻尼等因素考虑在内，并制定适当的模型、参数等，模拟坝体在复杂地形、复杂的基础土壤
条件下的抗震能力。

4.结构系统动力特性模拟：将坝体的几何形状、材料特性、结构连接
方式、支承状态等因素综合考虑，并以动态分析为基础，模拟坝体在地震
作用下的整体动力特性。

经过上述分析，可以得到混凝土重力坝在地震作用下的响应情况，评
估其抗震性能，并对其结构和设计做出合理的优化。

基于功能的混凝土重力坝地震破坏评价模型_沈怀至

ISSN 1000-0054CN 11-2223/N 清华大学学报(自然科学版)J T singh ua Un iv (Sci &Tech ),2007年第47卷第12期2007,V o l.47,N o.127/312114-2118基于功能的混凝土重力坝地震破坏评价模型沈怀至,　张楚汉,　寇立夯(清华大学水利水电工程系,北京100084)收稿日期:2006-08-18基金项目:国家自然科学基金重点资助项目(90510018)作者简介:沈怀至(1969—),男(汉),安徽,博士研究生。

通讯联系人:张楚汉,中国科学院院士,E-mail:zch -dhh@tsin 摘　要:为了定量反映混凝土重力坝地震破坏程度,进行基于功能的重力坝抗震设计,建立了一种地震破坏评价模型。

基于线弹性模型,分析了混凝土重力坝在地震作用下的需求能力比、超应力累积持时,并在弹塑性损伤力学的基础上分析了损伤区长度、位置及损伤因子,建立了重力坝地震破坏评价模型。

通过印度K oy na 重力坝典型地震破坏事例分析,模型计算的损伤指标(D M )值均大于0.6,属于严重损伤破坏,验证了该模型的合理性。

因此,该模型可以定量评估重力坝震后的破坏状态。

关键词:地震破坏;评价模型;需求能力比;超应力累积持时;损伤因子;名义抗拉强度中图分类号:P 315.9文献标识码:A文章编号:1000-0054(2007)12-2114-05Performance -based seismic damageassessment model for concrete gravitydamsSH EN Huaizh i ,ZHA NG Ch uhan ,KO U Lih an g(Department of Hydraulic Engineering ,T s inghua University ,Beij ing 100084,China )Abstract :Performance-bas ed seis mic des ign of concrete gravity dams requir es a seis mic damage assess men t model w hich can quantitatively des cribe the dam age degree of dam s durin g strong earthquakes.A linear finite elemen t analys is w as us ed to calculate the damage res ponse of d ams to earthquak es as demand -capacity ratios and cumulative over stres s durations.T he damage index ,ratios ,and damag e zone pos ition s were als o s tudied us ing a plastic-damage model.T he res ults w ere us ed to develop a s eis mic damage assess ment m odel for concrete gravity dam s.All values of the calculated dam age meas ure (DM )w ere m ore than 0.6.T he accur acy of the model ’s seis mically ind uced damage as sessm ent was verified by th e case of Koyna dam in India.T he model can quantitatively evaluate th e damage degree of gravity dams during strong earthquakes.Key words :s eism ic damag e;as sessm ent model;demand -capacityratio;cum ulative overs tres s duration;damage index ;appar ent tens ile strength由于混凝土材料的非线性和地震动参数的不准确性影响,重力坝地震反应分析与安全评价是一个复杂的问题。

混凝土重力坝静动力分析及抗震性能研究

混凝土重力坝静动力分析及抗震性能研究混凝土重力坝静动力分析及抗震性能研究摘要：混凝土重力坝具有强大的抗震能力，但在地震作用下仍存在一定的破坏风险。

因此，对混凝土重力坝进行静动力分析和抗震性能研究具有重要意义。

本文通过对混凝土重力坝的静动力特性和抗震性能进行深入研究，旨在提供有关混凝土重力坝的设计和抗震保护方面的参考依据。

1. 引言混凝土重力坝作为一种常见的水利工程结构，广泛应用于水库建设中。

在地震区域，地震作用会对坝体产生较大的影响，因此研究混凝土重力坝的防震性能至关重要。

2. 混凝土重力坝的静动力特性混凝土重力坝由坝体和坝基组成，其中坝体起到抵抗水压力的作用，坝基则对地震力起到承载作用。

静力分析是研究坝体和坝基静态力学特性的关键步骤，通过计算内力分布和坝体的稳定性，可以评估坝的安全性。

3. 混凝土重力坝的抗震性能研究3.1 地震荷载分析：地震荷载是混凝土重力坝设计中需要考虑的重要参数。

科学合理地确定地震荷载是保证坝体抗震性能的基础。

3.2 动力响应分析：通过对混凝土重力坝进行动力响应分析，可以研究坝体在地震作用下的动力反应，如位移、应力等，为坝体的抗震设计提供依据。

3.3 抗震性能评估：根据抗震性能评估指标，对混凝土重力坝进行抗震性能的评估，从而为坝体的加固和改进提供指导。

4. 混凝土重力坝的抗震设计与加固4.1 设计方法：根据地震波的特征、结构的特性以及抗震要求，制定科学合理的抗震设计方法。

4.2 增加防震设施：如设置减震器、扩大基础面积、增强连续梁的连接等，提升混凝土重力坝的抗震性能。

4.3 加固措施：根据现有的混凝土重力坝的结构特点和静动力性能分析结果，进行局部加固和整体加固工程。

5. 结论通过对混凝土重力坝的静动力分析和抗震性能研究，我们可以更好地认识混凝土重力坝的结构和响应特性，为混凝土重力坝的设计、施工和加固提供理论指导。

同时，在地震灾害预防和防护工作中，深入研究混凝土重力坝的抗震性能能有效提高抗震能力，减轻地震灾害的影响。

基于XFEM的强震区砼重力坝开裂与配筋抗震措施研究

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动
与
冲
击
第３２卷第６期
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫ
基于ＸＦＥＭ的强震区砼重力坝开裂与配筋抗震措施研究
张社荣，王高辉，庞博慧，杜成波
（天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津３０００７２）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｋｎｏｗｎｓｅｉｓｍｉｃｄａｍａｇｅｓｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｄａｍｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｃｒａｃｋｓｗｉｌｌａｐｐｅａｒｄｕｉｎｒｇｓｔｒｏｎｇｅａａｈｑｕａｋｅｓ．
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爆炸荷载和地震作用下混凝土坝动力破坏及防护措施研究

本文致力于研究爆炸荷载和地震作用下混凝土坝的动力响应和破坏模式,提出应对措施以增强坝体抵抗爆炸荷载和地震作用的能力,主要工作如下:(1)分析了水中爆炸和空气中爆炸时爆炸冲击波的冲压传导效应并指出在水中爆炸冲击压力对结构更具危害性的特点;对比了 K&C模型、脆性断裂模型、HJC模型和RHT模型这四种能够模拟混凝土动力特性的本构模型;通过将数值模拟结果与钢筋混凝土板抗爆试验结果对比,验证了 RHT本构模型对模拟混凝土抗爆性能的适用性;研究了不同炸药当量、有无泄水孔、不同起爆位置、不同起爆深度、不同起爆距离和不同坝前水位对混凝土重力坝抗爆性能的影响;根据混凝土重力坝损伤等级,提出了爆炸荷载下综合考虑起爆距离、起爆深度和坝前库水
(3)研究了粘弹性人工边界波动输入方法的实现;建立了带有横缝的混凝土拱坝模型;基于混凝土塑性损伤模型并考虑坝体横缝的影响,研究了高拱坝在地震作用下的破坏,计算了拱在设计地震动作用下的坝体响应,计算了考虑扩大基础和垫座作为坝体抗震措施时,坝顶节点和拱冠梁节点的顺河向位移、横缝开度以及坝体损伤体积比,研究了 1.2倍、1.4倍、1.6倍、1.8倍以及 2.0倍超载地震动情况下坝体的动力响应和损伤破坏情况,分析了不同超载倍数下坝体位移、横缝开度以及分区后的坝体混凝土损伤体积比,根据位移曲线、横缝开度曲线以及损伤体积比曲线判别不同设计方案对增强坝体抗震能力的保护效果。
爆炸荷载和地震作用下混凝土坝动力破坏及防护措施研究
水电作为一项重要的清洁能源对发展节能环保型的绿色经济起着非常重要的作用。我国80%以上的水能资源都集中在西部高海拔的多地震区域,面临着严重的反恐和抗震形势,给水能资源的开发带来了诸多困难。
恐怖袭击或战争产生的爆炸和地震动等突发的荷载作用下,一旦发生严重破坏而导致溃坝,将对下游地区造成严重的次生灾害, 严重威胁下游人民的生命财产安全。对于混凝土坝体而言,引起坝体损伤的荷载主要包括爆炸荷载和地震动作用等。

混凝土重力坝的动力模型破坏试验及可靠性研究的开题报告

混凝土重力坝的动力模型破坏试验及可靠性研究的开题报告一、选题背景及意义混凝土重力坝是一种大型水利工程，具有防洪、发电、灌溉和水源供应等多种功能。

其基础和坝体都主要由混凝土构成，在长期的使用和自然环境的作用下，难免会存在一定的病害和损伤。

此外，地震、洪水等自然灾害也会对混凝土重力坝的安全性造成威胁，因此，混凝土重力坝的安全性和可靠性评估一直是工程师们关注的重点。

针对混凝土重力坝的可靠性评估，需要建立科学的动力模型，模拟不同条件下的坝体行为，并进行验证和实际工程数据的比对，以提供重力坝的设计、改进和管理方面的参考依据。

本研究将采用破坏试验和数值模拟相结合的方法，探索混凝土重力坝的动力模型破坏试验及可靠性评估。

二、研究内容与方法1. 破坏试验采用中等规模的混凝土重力坝进行破坏试验，测量坝体的变形、应力、应变等参数，并对试验结果进行分析和验证。

2. 动力模拟基于破坏试验结果，建立混凝土重力坝的动力模型。

采用有限元方法进行数值模拟，分析不同情况下坝体的动态响应，包括地震、洪水等不同载荷下坝体的应力、应变分布等。

3. 可靠性评估通过对破坏试验和动力模拟结果的比对和分析，评估混凝土重力坝在不同载荷下的可靠性和安全性。

同时，考虑不同参数的影响，如材料参数、地质条件、水文情况等，为重力坝的设计、改进和管理提供决策支持。

三、预期成果与意义本研究将建立混凝土重力坝的动力模型，以破坏试验和数值模拟为手段，探究不同情况下坝体的动态响应和应力分布规律等问题。

通过对破坏试验和动力模拟结果的比对和分析，评估重力坝的可靠性和安全性，为其设计、改进和管理提供决策支持。

此外，本研究将为其他类似的水利工程提供参考和借鉴。

混凝土重力坝在地震作用下的数值模拟

混凝土重力坝在地震作用下的数值模拟混凝土重力坝是一种常见的水利工程结构，由于其体积大、质量重，特别容易受到地震的影响。

为了研究混凝土重力坝在地震作用下的响应，本文采用有限元方法对混凝土重力坝进行了数值模拟。

通过对数值模拟结果的分析，得出了混凝土重力坝在地震作用下的应力、变形等参数，为混凝土重力坝的设计和施工提供了重要的参考。

关键词：混凝土重力坝；地震；数值模拟；有限元方法引言混凝土重力坝是一种常见的水利工程结构，其主要作用是防洪、蓄水和发电。

然而，由于混凝土重力坝的体积大、质量重，特别容易受到地震的影响。

因此，在混凝土重力坝的设计和施工中，需要考虑地震因素的影响。

为了研究混凝土重力坝在地震作用下的响应，本文采用有限元方法对混凝土重力坝进行了数值模拟。

通过对数值模拟结果的分析，得出了混凝土重力坝在地震作用下的应力、变形等参数，为混凝土重力坝的设计和施工提供了重要的参考。

数值模拟方法本文采用有限元方法对混凝土重力坝进行了数值模拟。

有限元方法是一种常用的数值计算方法，它将复杂的结构分割成许多小的单元，在每个单元内进行计算，最终得到整个结构的响应。

有限元方法的主要优点是可以考虑复杂的边界条件和非线性效应，适用于各种不同类型的结构。

在本文中，我们采用了ABAQUS有限元软件进行数值模拟。

具体来说，我们将混凝土重力坝分割成许多小的单元，然后在每个单元内进行计算。

在计算过程中，我们考虑了材料的非线性效应和地震力的作用，得到了混凝土重力坝在地震作用下的应力、变形等参数。

数值模拟结果分析通过对数值模拟结果的分析，我们得到了混凝土重力坝在地震作用下的应力、变形等参数。

具体来说，我们得到了混凝土重力坝的最大应力、最大变形和最大加速度等参数。

首先，我们分析了混凝土重力坝的最大应力。

如图1所示，当地震力作用于混凝土重力坝时，混凝土重力坝会产生应力集中现象。

在模拟中，我们得到了混凝土重力坝的最大应力为50MPa左右。

这表明混凝土重力坝在地震作用下会受到较大的应力，需要采取一定的措施来减轻应力的影响。

碾压混凝土重力坝动力模型破坏试验研究

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混凝土重力坝在地震作用下的数值模拟

混凝土重力坝在地震作用下的数值模拟混凝土重力坝是一种常用的水力工程结构，主要用于蓄水、发电和防洪等方面。

然而，在地震作用下，重力坝面临着巨大的挑战，地震波的传播和地基的动力特性会对坝体产生破坏性影响。

为了能够更好地预测重力坝在地震中的行为，数值模拟成为一种重要的手段。

首先，进行混凝土重力坝在地震作用下的数值模拟，需要建立坝体的有限元模型。

将坝体划分为多个单元，通过求解动力方程，计算出每个单元的应力和应变。

在建立有限元模型时，需要考虑坝体的几何特征、材料性质以及边界条件等因素，并根据地震波的传播方向和地震动特性来选择适当的振动源。

其次，在模拟中需要考虑地基的动力特性。

地基是承载重力坝重力的重要组成部分，地震动会引起地基的变形和应力的变化，进而对坝体产生影响。

因此，需要准确地描述地基的特性，包括其弹性模量、剪切模量、泊松比等参数，并基于地下勘探和地震波传播理论，对地基的介质模型进行建立。

接下来，需要选择适当的地震动输入。

地震动是指地震波传播到工程场地上时的地面振动情况，其特点包括频率内容、频谱特性、振幅和持续时间等。

根据工程需要，可以选择合适的地震动输入作为边界条件。

常用的地震动输入包括历史地震记录、合成加速度记录和设计地震动等。

进行数值模拟时，需要考虑到混凝土的非线性行为。

随着地震作用的增大，混凝土会出现应力-应变曲线的非线性变化，并可能出现损伤和破坏。

因此，在模拟中需要采用适当的本构模型，如弹塑性模型或损伤模型，来描述混凝土的非线性行为。

同时，还需要考虑混凝土的材料参数，如弹性模量、泊松比、抗压强度等。

最后，在进行数值模拟时，需要对模型进行验证与评估。

可以通过与实测数据进行比较，判断模型的准确性和可靠性。

如果模拟结果与实测数据相符合，则说明数值模拟结果具有较高的可靠性。

若不一致，则需要分析原因，考虑是否需要调整模型或修改输入参数。

总之，混凝土重力坝在地震作用下的数值模拟是一项复杂而重要的工作。

通过建立合适的有限元模型，考虑地基的动力特性，选择合适的地震动输入，并考虑混凝土的非线性行为，可以对重力坝在地震中的行为进行准确预测，为工程的设计和安全评估提供重要的参考依据。

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水利水电技术第４卷１
２１００年第２期
强震作用下混凝土重力坝破坏模式研究
李异，张社荣，贾璐。，黄
（．天津大学建筑工程学院，天津１
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１０２；０１０
３０７；２利部水电水利规划设计总院，北京００２．水
作用下的破坏规律，并对重力坝抗震关键部位和薄弱环节进行了总结，为实际工程中采取工程
措施提供了参考。
关键词：破坏模式；混凝土重力坝；动力分析；非线性；超载法
中图分类号：Ｔ３２＋Ｔ６２３ｖ１Ｖ４．文献标识码：Ａ文章编号：１０ —８０２１）２０２ —５０００６（０００ —０２０
３ＨｎａｌｃｉＰｗｒｕｖｙ＆Ｄｓｓｔｔ，ｈｎｚｏ４００，ＨｎｎＣｉａ．ｅｎｎＥｅｔｃｏｅｒｅｒＳｅｉＩｔｕｅＺｅｇｈｕ５０７ｎｇｎｉｅａ，ｈｎ）
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｗｉｐｌａｉｎｏａｅｒｃｄｌｏｏｃｅｅｈａｌｒｄｅｉｓｕｉｄｗｔｏｌｅｒｍｏｅｏｉｈｃｎｔａｐｉｔｓｒｄｃａｋｍｏｅｒｃｎｒｔ，ｔｅｆｉｅｍｏｓｔｄｅｉｎｎｉａｄｌｒｈ．ｏ — ｈｃｏｆｍｅｆｕｈｎｆａｓｃｅｅｇａｉａｉｈｎ．ＴｒｕｈｔｅｍｅｏｉｍｉｖｒａｔｅｆａｉｕｅｍｏｅｌｔｅｔｐｃａｓｃｉｎｒｂｒｔｒｖｔｄｍｎＣｉａｈｏｇｔｄｏｓｓｃｏｅｌｄ，ｎｌａｌｒｄｓａｌｈｉａｄｍｅｔｓａｅｏ・ｙｈｈｆｅｏｈｉｆｆｏｙｌｏｔｉｅａｎｄ，ａｄｔｅｅｗｄｅｐｏｅｓｆｍｅｃａｋａｐａａｃ，ｄｖｌｐｎｎａｌｒａｂｄｓａｑｉｄｆｍｅｔｎｎｔｈｒｃｓｒｈｈｏｔｒｃｐｅｒｎｅｅｅｏｍｅｔａｄｆｕｅｏｄｍｏｙｉｃｕｒｒｈｉｆｅｏｔｉｈｍｅ
３．河南省电力勘测设计院，河南郑州４００）５０７
摘
要：采用混凝土弥散性裂缝模型，运用非线性模型对国内某高混凝土重力坝进行破坏模式
研究。通过地震超载法得到各类典型坝段最终破坏形态，并对典型坝段的裂缝演化进行了时间历程模拟，得到裂缝出现、发展至坝体破坏全过程。研究得出了不同类型坝段在极限地震荷载
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