文档介绍：拱坝动力分析和抗震安全评价摘要随着祖国大陆水电事业的发展,一批修建于西部高地震烈度区的坝高超过200m的高拱坝正在兴建或设计中。高拱坝在遭遇地震荷载作用下的动力响应及其抗震安全问题一直是水工界普遍关注的问题。本文结合现行水工建筑物抗震设计规范和拱坝抗震研究的进展,简述了高拱坝抗震设防标准、动力分析方法、大坝混凝土的动态抗力以及抗震安全评价的基本原则和方法,并就今后高拱坝抗震设计中应重点研究解决的几个问题提出建议。一、前言拱坝作为一种古老的坝型,一直被认为具有超载能力强、工程量省等优点,所以在国内外的坝工建设中,只要地形、地质条件适宜,拱坝总是首选坝型。祖国大陆的拱坝建设近年来得到迅速发展,尤其随着西部开发和西电东送战略的实施,一批高度大于200m的超高拱坝正在规划建设中。这些高拱坝位于西南、西北强震频发的高地震烈度区,抗震设防水平高,抗震安全问题至关重要。采用合理的动力分析方法和抗震安全评价准则进行大坝抗震设计,确保大坝及枢纽工程的抗震安全是高拱坝建设中的关键技术问题。工程抗震设计手段是与其当时的抗震分析方法和水平密切相关的。在祖国大陆以前的拱坝抗震设计中,都遵循1978年由原水电部颁布的《水工建筑物抗震设计规范》(SDJ10-78)(以下简称原《规范》)的要求进行。抗震计算采用“拟静力法”,未能充分体现大坝结构的动力特性和地震时的地面运动特征。2001年1月国家经济贸易委员会颁布实施了由中国水利水电科学研究院主持、会同国内其他高校和设计单位新修编的《水工建筑物抗震设计规范》(DL5073-2000)[1](以下简称现行《规范》)。该规范在继承原《规范》一些基本原则、保持规范连续性的基础上,广泛吸纳近年来国内外水工抗震领域取得的较为成熟的科研成果,在设防依据、抗震设计原则、计算方法等诸多方面都较原《规范》更能反映地震动特性和结构动力性能。尤其是对大中型工程规定必须按动力法设计,以及由确定性设计方法过渡到按考虑各种作用和抗力的不确定性的承载能力极限状态设计法进行抗震设计。标志着我们水工抗震设计水平跃上了一个新高度。近年来,随着人们对拱坝动力特性、地震动力反应研究的逐步深化,拱坝的抗震动力分析理论和方法近几年来在祖国大陆得到了迅速发展。对影响高拱坝抗震安全的许多关键技术,诸如坝体-库水-地基的动力相互作用,非均匀地震动输入和库水可压缩性的影响,无限地基地震能量的逸散,拱坝横缝强震开裂的非线性影响,抗震可靠度研究等方面都有所进展和创新。在多年的拱坝抗震研究实践中,中国水利水电科学研究院工程抗震研究中心开发完成基于不同理论分析方法的多层次的拱坝动力分析软件[2]、[3]、[4]、[5]、[6],进行了10多座高拱坝的动力分析和抗震安全评价工作,为其抗震设计提供了有力的技术支撑和科学依据。二、拱坝抗震设防标准合理确定抗震设防标准是拱坝结构安全经济地进行抗震设计的基础。现行《规范》采用了《中国地震烈度区划图(1990)》和对重要工程场址进行专门的以概率理论为基础的地震危险性分析的双轨制。这里的重要工程系指基本地震烈度6度或6度以上地区的坝高超过200m或库容大于100亿立米的大型工程,以及基本烈度7度或7度以上地区坝高超过150m的大(1)型工程。对于需专门作地震危险性分析的工程,设计烈度及设计地震加速度则根据祖国大陆已有23个重大水利水电工程的地震危险性资料校