王海波，李春雷，张昆航

（中国水利水电科学研究院工程抗震研究中心，北京 100048）

1 研究背景

大型渡槽结构是长距离调水工程的主要建筑物。我国西南高地震烈度区调水工程中大型渡槽抗震安全问题十分突出，对长距离调水工程安全运行至关重要。渡槽结构震后修复难度大于其它交通类桥梁结构，并且因输水线路中水体短时集中倾泻，存在局地引发次生灾害的风险，因此渡槽抗震设计引起社会及建设运营部门的高度重视。槽内水体质量与渡槽槽身结构质量相当甚至更大，不仅占据静态荷载的主要部分，其与结构的流固动态相互作用也对输水建筑物的地震响应产生重要影响。地震条件下因槽身结构运动而导致槽内水体横向运动的流固动态耦合问题的十分复杂。渡槽结构的变形和运动导致槽内水体运动，而槽内水体的运动会对渡槽结构产生反作用，进而改变渡槽结构的地震响应。

在求解容器内水体对容器结构的动力相互作用理论方法中，一般假定水体为理性流体，忽略水体的可压缩性，而容器被视为水体的刚性边界，并假定水体做无旋运动而引入速度势函数［1］。Housner［2］为方便求解容器结构的动力响应，基于刚性矩形容器内的液体受到无质量竖向薄膜约束分割的假定，推导出流体冲击作用的等效质量，基于容器内液面为平面晃动假定推导出对流作用的等效质量及距容器底部的高度，用等效质量弹簧替代液体与容器的动力相互作用。……