考虑堆石料空间变异性的心墙坝地震安全性随机有限元分析
2022-06-21Griffiths
杨 鸽,朱 晟,D. V. Griffiths
(1.杭州国家水电站大坝安全和应急工程技术中心有限公司,浙江 杭州 311122; 2.中国电建华东勘测设计研究院有限公司,浙江 杭州 311122;3.河海大学水工结构研究所,江苏 南京 210098;4.科罗拉多矿业大学土木与环境工程学院,科罗拉多 戈尔登 81401)
中图分类号:TV641.41;TU435文献标识码:A文章编号:0559-9342(2022)01-0077- 08
0 引 言
土石坝由天然岩土材料堆筑而成,虽然国内外现行的施工填筑规范中都对堆石料的干密度以及表征其密实程度的指标给出了较明确的控制标准,但对堆石料的级配和母岩性质等因素的控制则相当“粗放”[1-3]。不少研究都证明[4- 6],密实程度相同的同一种堆石料,其级配不同时力学性质也会有较大差别;而母岩特性对堆石料力学性质的影响更是无须赘言。因此,虽然土石坝施工过程中对筑坝堆石料进行了质量控制,但坝料的物理力学性质仍很可能具有一定的不确定性。
近年来,已有很多学者致力于探讨岩土材料的不确定性对结构反应影响的研究,例如Vanmarcke[7]、Baecher和Christian[8,9]、Griffiths和Fenton[10-16]、龚晓南和黄广龙等[17-19]、Duncan和Low[20, 21]、Popescu等[22-23]、傅旭东等[24-26]以及李典庆、蒋水华、祁小辉等[27-33]的一系列研究。然而,在土石坝抗震工程领域,只有吴再光等[34]、Sanchez Lizarraga[35]以及王笃波等[36]曾探讨筑坝材料的不确定性对大坝动力反应的影响。笔者曾探索采用随机有限元法(Random Finite Element Method, RFEM)对土石坝进行随机地震响应进行分析,并以某高混凝土面板堆石坝为例,探讨了堆石料的级配、Duncan-ChangE-B模型模量系数以及初始摩擦角等物理力学性质的空间变异性对大坝地震加速度响应及永久变形的影响[37]。……
