韩 彰,苏怀智,李 慧

(1.河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏 南京 210098;2.河海大学水利水电学院,江苏 南京 210098)

近年来,国家规划、建造了一批土石坝[1-2],这些土石坝多处于高地震烈度区,需进行地震动力响应分析,以确保在建和已建土石坝的安全[3-5]。目前,土石坝安全及动力响应分析的研究手段主要有极限平衡法、物理模型试验、数值仿真、剪切楔法及集中质量法等。沈振中等[6]推导了满足力和力矩平衡的坝坡稳定极限平衡水平条分法的计算公式;刘小生等[7]开展了面板堆石坝振动模型试验及动力分析研究;窦兴旺等[8]开展了深覆盖层上高堆石坝振动台试验与动力数值分析验证研究。由于数值仿真能直接反映力学演化过程,且计算成本低,因此,数值仿真已被广泛应用于土石坝的动力响应分析,如窦兴旺等[9]研究了人工边界法在土石坝动力分析中的应用;杨秀竹等[10]开展了地震力作用下软基土石坝的动力响应分析;丁陆军[11]基于有限元法和土体的等价线性分析,运用三维有限元动力分析程序对某面板堆石坝进行了动力分析,研究了该坝的整体受力情况; 曹学兴等[12]改进了传统的Hardin-Drnevich模型,提出了可以考虑土石料动力特性参数围压依赖性的改进动力本构模型;庞林祥等[2]提出了适用于高土石坝的地震动力响应分析计算方法;孔宪京等[13-14]、Piao等[15]、赵剑明等[16]、杨昕光等[17]都开展了相关研究。但上述研究主要集中在土石坝地形条件、动力本构模型、抗震性能、计算方法等方面,而考虑渗流体力的土石坝动力仿真研究国内外还鲜有报道。……