赵凯丽，邱流潮，李敬军

（中国农业大学水利与土木工程学院，北京100083）

0 引 言

随着国际能源发展战略方向的转移，大力发展水电等可再生能源成为了许多国家战略发展的新方向。我国如三峡水电站、糯扎渡水电站等大、中型水电站多数位于西部或西南部高烈度地震区［1］，地震作用下的安全问题是影响大坝可持续发展的重要因素，强烈地震作用下水工结构可能会产生结构破坏甚至垮塌的工程事故，从而造成人员伤亡、资金损失等一系列的灾难性后果。此外，我国大多数大坝都是在地震现场数据有限的情况下设计的［2］，大坝的除险加固研究也显得尤为重要。

随着计算机技术的高速发展，相较物理模型试验而言，数值模拟方法具有成本低、效率高、简单易行、可研究材料微观特性等一系列优点［3］，为大坝的地震动力响应研究提供了一种可行可靠的研究手段。在各种数值计算方法中，有限元方法的理论框架经过几十年的发展已相对较为成熟，在大坝的地震动力响应研究中被广泛应用［4-7］。然而，有限元方法是一种基于连续介质力学的方法，在求解非连续问题时仍存在局限性［5］，求解断裂破坏等非连续问题时会产生奇异性。针对上述不足，相关学者提出了一些改进方法，例如，Zhang 等［8］基于扩展有限元方法研究重力坝在地震作用下的裂纹扩展情况，Fang 等［9］应用扩展有限元方法模拟Koyna 大坝地震裂缝，该方法相对于有限元法有所改进，可以解决弱不连续问题，但是难以模拟多裂纹扩展问题。……