土石坝-覆盖层-基岩体系动力相互作用研究

摘要：

在我国西部强震区拟建的土石坝多坐落于覆盖层上,覆盖层土体具有动力非线性和饱和特性,土石坝-覆盖层-基岩体系动力相互作用复杂.为研究土石坝-覆盖层-基岩体系动力相互作用特性,分别采用地震动一致输入方法(联合地震惯性力和约束边界)和非线性波动输入方法(联合自由场非线性动力响应和非线性人工边界),对覆盖层上土石坝进行有限元动力反应分析,考虑了覆盖层厚度、土体动力特性、地震强度及地震波频谱特性的影响效应,着重讨论了大坝的加速度反应峰值.结果表明:在覆盖层土体饱和特性的影响下,一致输入方法不能合理模拟大坝体系动力的相互作用,所获得的坝体竖向加速度反应误差显著.非线性波动输入方法理论上更为严密,其所获得的坝顶竖向加速度峰值较一致输入方法降低明显,降低率为20％～62％,且当输入地震动以高频成分为主时一致输入方法的误差较大.对于坝顶水平向加速度峰值,非线性波动输入方法较一致输入方法的降低率为5％～32％.当土体材料阻尼效应明显时一致输入方法的误差较小,当输入地震动以低频成分为主时其误差较大.一致输入方法会明显低估覆盖层上土石坝的极限抗震能力.当土石坝可能遭受竖向分量较大的近场地震时,有必要采用非线性波动输入方法评价大坝抗震性能.

关键词：覆盖层、土石坝、动力相互作用、非线性波动输入、竖向动力反应

所属期刊栏目：49

分类号：TU435(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家重点研发计划项目2017YFC0404904;国家自然科学基金项目51779034,51678113;水利部土石坝破坏机理与防控技术重点实验室开放研究基金项目YK916005

在线出版日期：2019-01-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1378-1385,1395