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基于一维波动理论的特厚覆盖层坝基动力特性研究

2020-03-21余挺,邵磊

水电与抽水蓄能 2020年1期

余 挺,邵 磊

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司,四川省成都市 610072)

0 引言

在覆盖层上建高土石坝,若地基在地震工况下保持稳定或经工程措施处理后能够保持稳定,则建坝就具有可行性。天然覆盖层地基地震动力反应分析是判断其动力稳定性的基础。

运用传统地震动一致性输入方法(刚性边界+惯性力法)进行大坝动力反应分析时,需考虑坝体近域地基和远域地基的影响,一般将临近坝体地基的河床与山体划分为近域地基,与坝体一起作为计算分析模型。由于外行波能量具有向远域地基传播的逸散效应,理论上近域地基取的范围越大计算精度越高[1],但存在网格数量庞大、模型复杂,计算工作量不经济等局限,导致工程实用性差。若近域地基范围取的偏小,且采用固定边界,则远域地基耗散的外行波能量将从边界反射回坝体和近域地基内,导致大坝地震响应计算结果失真。

在目前的土石坝动力分析中,对与坝体直接建在基岩上或坝基覆盖层较浅的情况,一般选取基岩面做为模型边界;对于坝基为深厚覆盖层或基岩条件较为复杂的情况,则取向下一定深度和两岸一定宽度区域的覆盖层或基岩作为大坝计算模型的近域地基,并做固定边界处理,对坝体施加惯性力,在边界处输入地震加速度[2]。这种计算方法就像是将整个计算模型放在刚度很大的振动台上,整个系统是能量封闭的。计算分析研究表明[3],固定边界条件的计算结果在量值上与较合理的计算结果(波动输入方法)相差高达20%,且与坝体体积和地基变形模量密切相关,已不能很好地适应厚达数百米级覆盖层上高土石坝的抗震计算要求。……

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