汶川地震土石坝震损方向性问题研究

文章选取汶川地震中德阳、绵阳两市5个地区内165座水库大坝,对水坝走向、震损数量和震损率进行了统计分析。统计数据表明,汶川地震中多数危重震损的土石坝走向在280°~290,°这与该范围走向的土石坝总数有关,土石坝走向和平均震损率关系并不显著。而土石坝震损率大于50%地震灾区,土石坝走向多垂直或者平行于发震断层走向,土石坝震损率与大坝走向存在一定相关性。文中从汶川地震的震源机制,地震波加速度方向与坝轴夹角等方面分析了产生土石坝震损方向性的原因。     

高土石坝地震工况坝坡稳定安全系数研究

现行碾压土石坝设计规范（DL/T5395-2007）明确规定只适用于低于200 m土石坝,随着设计施工技术的发展对于超过200 m的高土石坝坝坡设计安全标准问题亟待解决。相对安全率理论把可靠指标和安全系数置于同一平台进行关联和映射。现行碾压土石坝设计规范规定的低于200 m的土石坝坝坡稳定允许可靠指标4.2。基于风险控制原则提出200~250 m高土石坝坝坡允许可靠指标取4.45,250~300 m高土石坝坝坡允许可靠指标取4.7,相应的地震工况高土石坝坝坡稳定安全系数1.35和1.4,高土石坝工程实例地震工况下坝坡稳定安全系数均满足所提安全系数标准值。     

广东省大中型水库土坝的地震危害性的初步评估

众所周知,水库是可能产生灾难性地震灾害的工程之一,广东省现有大中型水库近三百座（图1）,其中土坝占93％,这些水库大多已建成数十年;建库当时也未充分考虑地震影响,为了响应“国际减灾十年”的号召,有关部门要求对这些水库的土坝进行震害预测,以便进行科学的工程决策,达到减轻地震灾害的目的。显然,这项任务既重要又繁重。为此,提出两步评估方法：第一步为初评（或称速评）,初评认为地震危害性不高的土坝,原则上可不再进行第二步－－详评,这样,大大减少了详评的工作量,已完成的初评结果表明,需进行详评的土坝占全部土坝的12％。     

高土石坝地震工况坝坡稳定安全系数研究

现行碾压土石坝设计规范（DL/T5395-2007）明确规定只适用于低于200 m土石坝,随着设计施工技术的发展对于超过200 m的高土石坝坝坡设计安全标准问题亟待解决。相对安全率理论把可靠指标和安全系数置于同一平台进行关联和映射。现行碾压土石坝设计规范规定的低于200 m的土石坝坝坡稳定允许可靠指标4.2。基于风险控制原则提出200~250 m高土石坝坝坡允许可靠指标取4.45,250~300 m高土石坝坝坡允许可靠指标取4.7,相应的地震工况高土石坝坝坡稳定安全系数1.35和1.4,高土石坝工程实例地震工况下坝坡稳定安全系数均满足所提安全系数标准值。     

罗江县水库土坝汶川大地震震害调查与分析

5·12汶川8.0级大地震对德阳市罗江县的水库造成了不同程度的破坏,经济损失严重,若水库出现渍坝现象,将会带来更大的损失。对罗江县19座高危以上险情水库的土坝震害进行了调查研究.发现典型的震害现象包括裂缝、渗漏、防浪墙损坏以及泄水建筑物和附属设施的损毁等。根据水库土坝的震前病害调查资料可以看出：水库土坝在地震前多是带病运行,严重影响地震时水库运行的因素主要有土料或填筑质量差、坝基问题、坝体结构设计不当、蚁害、观测设施不全等。依据震后水库土坝的破坏形态,分析了水库大坝的震前病害对大坝震害现象的影响。为今后水库土坝的抗震设计提供基础性的资料。     

柘林水库地震研究喜获成果

柘林水库位于江西省西北部的修水中游,横跨永修、武宁二县。主坝系粘土心墙土石坝,高63.5米;水库库容79.2亿立方米,是我国目前最大的土坝工程。 水库于1972年1月截流蓄水,至同年10月,库水位上升31米多,接连诱发了3.2级和3.0级地震(其时,较设计正常高水位低13米左右,库容则不及正常高水位时的三分之一),工程本身又存在一些问题。为保障工程及下游人民的安全,水库长期低水位运行,经济技术效益未能充分发挥。     

高土石坝振动台模型试验理论、技术与应用

对土石坝振动台模型试验理论和技术进行系统阐述,提出基于原型和模型坝料静、动力特性试验的模型相似设计方法和不同强度地震动递进输入(白噪声微振-设计地震-校核地震-破坏试验)的振动试验方法。基于1g大型振动台和ng超重力离心机振动台设备性能现状,结合高土石坝的结构特点和动力试验相似模拟要求,对土石坝振动台模型试验的优势及局限进行深入讨论。结合已有的工程实践,对土石坝振动台模型试验在工程中的应用进行总结,并以某实际高面板堆石坝为例研究面板坝生命周期内经历多次地震情况下结构动力特性的演化规律。     

汶川大地震中广元市水库震害调查与分析

汶川8.0级特大地震对四川省广元市的水库造成了不同程度的破坏和重大的经济损失.依据广元市水库地震灾害的现场科学考察资料,对该市53座次高危以上险情的水库进行了震害调查与分析、震前病害统计与分析,可以发现:大多数水库土石坝在震前处于带病运行状态;水库的震害主要包括坝体变形、大坝渗漏、泄水建筑物和附属设施损毁等;地震烈度、震中距、修建年代、土石坝坝型与几何构型,以及水库震前的运行状态是影响水库震害程度的主要因素.该研究丰富了水库土石坝震害的基础性资料,并提出了改进水库土石坝抗震性能设计的建设性意见.     

汶川地震土石坝震害分析及三维弹塑性数值模拟

<正>汶川地震中土石坝震损数量大、分布广、险情重、险情种类多,震后土石坝的地震安全性问题受到了研究人员的普遍关注。土石坝的三维弹塑性地震反应分析一直是研究的热点和难点,本研究调查分析了汶川地震中土石坝的典型震害现象与破坏特征,选取了破坏严重的代表性土石坝,建立了计算模型,完成了土石坝的三维弹塑性地震反应分析,主要研究成果如下:(1)汶川地震中土石坝震害调查与分析。基于汶川地震水库大坝震害调查资料,建立了     

基于改进的地震动态分布系数及修正D-P模型的高土石坝坝坡抗震稳定分析

采用有限元法研究高土石坝的地震加速度分布,提出高度为250m级的土石坝建议地震加速度动态分布系数图示。在此基础上,基于修正的Drucker-Prager弹塑性模型,利用强度折减法对高度为250m级的土石坝坝坡抗震稳定性作进一步分析,结果表明随着坝体地震加速度动态分布系数的降低,坝坡的临界安全系数有所提高。     

土石坝地震稳定性分析方法简介

土石坝地震稳定性分析方法是随着科技的进步，特别是计算机技术的快速发展以及对大量土石坝震害现象进行调查研究的不断深入而发展起来的。本文详细介绍了几种典型分析方法的原理、步骤以及优缺点，并对这些分析方法进行了评述，最后总结了近年来土石坝地层稳定性分析方法发展概况，指出了今后的发展趋势。     

高土石坝地震动力响应特征弹塑性有限元分析

我国的高土石坝主要分布在水利水电资源最为丰富的西南地区,而这些地区多位于强震带,研究高土石坝地震作用下的动力响应特征对于大坝的设计和安全评价有着重要的意义。本文采用数值计算的方法来研究高心墙土石坝地震作用下的动力响应特征,采用理论构架更为完善的弹塑性模型-非线性方法进行高心墙土石坝二维和三维地震动力响应计算分析。通过和实际工程及传统粘弹性等效线性方法的对比分析,认为弹塑性分析方法能较好地反映土石坝在地震过程中的实时动力响应,在分布规律上比传统方法更为合理。     

加筋土石坝小型振动台模型试验分析

土石坝振动台模型试验是认识坝体地震破坏过程和检验抗震措施效果的重要手段之一。针对2种坝体材料,利用小型振动台,开展了一系列不同加载工况、不同加筋方式的土石坝小型振动台模型试验。试验结果表明：①2种坝体材料的初始破坏都首先从坝顶开始,表明坝顶是抗震的关键部位,与已有研究成果基本一致;②相同加载条件下,级配较差的碎石料模型坝的抗震性能优于砂砾石料,表明相对于级配,堆石料自身的性质对土石坝抗震性能的影响更大;③由细铁丝网和纱布组成并在坝坡采取包裹处理的复合加筋的抗震措施,抗震效果优于平铺纱布、平铺纱布且在坝坡包裹处理、平铺细铁丝网等的抗震措施。研究成果可供进一步开展土石坝大型振动台模型试验的材料选择、抗震措施设计等参考。     

均质土坝非平稳随机地震反应分析

考虑地震荷载的随机性及强度、频率的非平稳性,基于作者提出的适用于非平稳随机过程的一般随机地震动模型,采用虚拟激励法,建立了非平稳随机地震反应分析方法,并将其应用于某实际均质土坝动力分析中。土石坝及坝基体系采用整体有限元离散,坝体和坝基材料的动力非线性性能以等效线性化方法考虑。首先,基于目标加速度时程的强度和能量信息,确定了作为输入的加速度时—频演变功率谱密度;其次,比较了确定性时程动力分析和非平稳随机分析的结果,探讨了频率非平稳随机地震激励下的土石坝地震反应特性;最后,比较了2种不同坝基条件下的土石坝非平稳随机地震反应,探讨了频率非平稳随机激励下的土石—坝基动力相互作用。分析结果表明：地震动的频率非平稳性对土石坝动力反应有一定影响;坝体—坝基动力相互作用在地震过程中的不同阶段表现有所不同,主震阶段的相互作用显著。     

利用磁场保护水坝

在地震活动区内,借助于磁场可使土坝变得更加牢固可靠。这已被苏联学者们证实,这些学者已建议在建坝过程中,在坝体内采用具有专门结构形式的导磁材料,该结构与导电母线接通。地震由与计算机相联接的地震仪进行记录。如果根据瞬时计算认为地震的冲击有可能,哪怕是在某种程度上,威胁坝的安全,则马上发出给导电母线供应电能的指令。借助电     

土石坝安全监测与有限元模拟

土石坝的安全监测包括两个部分,一是关于应力的监测,主要是孔隙水压力的监测;二是变形的监测,包括地表沉降、地基深层分层沉降、坝肩水平位移等.实际工程表明,土石坝在填筑施工中出现安全问题时,超孔隙水压力与坝肩水平位移会明显偏大,结合地表沉降与坝基深层位移监测结果能够对坝体施工安全有效预警.为研究土石坝坝体与软弱地基的沉降、...     

深厚覆盖层上心墙堆石坝强震动力响应分析

土石坝由于施工便捷、取材方便,是目前我国西部比较常见的一种坝型。但西部地区地震活动频繁且烈度较高,特别是一些土石坝坝基下存在深厚覆盖层,对土石坝的地震动力响应有重要影响。采用黏弹性模型-等效线性化方法对国内某拟建土石坝进行三维动力响应分析。考虑到实际土石坝坝体是不完全排水的,将根据经验公式得到的残余体变分成两部分,一部分转化为残余孔压,另一部分为产生的残余变形。根据有限元计算结果,分析在坝基深厚覆盖层影响下坝体残余变形、加速度响应、残余孔压等动力反应的特征和分布规律。计算结果符合一般规律,说明本文采用的计算方法适用于含深厚覆盖层心墙堆石坝的静动力分析。     

汶川大地震中德阳市水库土坝的震害特征

汶川特大地震给四川省德阳市水库土坝造成了不同程度的震损。依据德阳市境内66座高危以上险情水库土坝震害考察资料和现场震害调查结果,对震损水库土坝进行了分类统计,研究其震害特征及震损原因,结果表明：小型水库均质土坝在此次地震中震损数量最多、险情严重,且震害类型丰富;典型震害包括裂缝、滑坡、沉陷、渗漏以及泄水建筑物与其它附属设施损坏。以德阳市3座典型震损水库土坝为例,分析了水库土坝的基本情况、震前运行状况及震损情况,进而提出了有效的震后抢险措施。     

土坝地震性能二维随机分析方法

本文提出了土坝二维随机地震反应分析的一种快速精确的复反应计算方法。借助于复反应分析技术，用确定性方法求得复杂结构的离散传递函数曲线。另外，本文建了一个随机等效线性化方法，并应用累积疲劳损伤理论考虑土的破坏特性（液化或软化），对随机地震作用下土坝永久变形分析也做了初步的研究。     

超深厚覆盖层中深埋细粒土地震残余变形特性振动三轴试验研究

土石坝(超)深厚覆盖层地基中的深埋细粒土抗地震残余变形能力较差,尤其是在土层厚度较大时,覆盖层地基连同坝体在强震作用下可能会产生较大的地震沉陷。针对我国西部某大型土石坝工程,对超深厚覆盖层地基中深埋粉砂层土的地震残余变形特性进行三轴试验研究。研究表明:试验土料级配曲线与相应土层各钻孔平均级配曲线很接近,试验土料的颗粒级配对实际土层的颗粒组成特性具有代表性;试验土料的地震残余变形特性主要受土体密度、固结条件和围压力条件等控制,尤其是固结比对土体地震残余变形特性影响较大;各因素对土体残余体积变形特性和轴向变形特性的影响规律有所差异。