一種提高重力壩抗震性能的方法

周星德,章 青,吳繼敏,劉謙敏,劉廣波,石星星

(1.河海大學力學與材料學院,江蘇 南京 210098;2.河海大學地球科學與工程學院,江蘇 南京 210098)

我國大型水工建筑物大多建于地震烈度高的西部地區,抗震設計要求高,所以需要對大壩進行動力反應和穩定性分析[1-2]。對于重力壩,側重于深層抗滑穩定性研究,但目前大多基于靜力分析[3-4],出現了界面元法、分項系數法、強度折減法等方法。壩體動力抗滑穩定性研究側重于以下幾個方面:壩基地震液化時的穩定性分析[5],動響應分析及最小動穩定性研究[6-8],壩體分段側滑穩定性研究[9]。文獻[10]針對上閘首結構進行了深層抗滑穩定性分析并繪制了動力抗滑穩定性時程曲線。但目前有關重力壩動力深層抗滑穩定性的研究還是偏少。

提高壩體穩定性的措施有:①將壩的迎水面做成斜面或折坡形坡面;②將壩基面開挖成傾向上游的斜面;③利用地形地質特點,在壩踵或壩趾設置深入基巖的齒墻;④采用有效的防滲排水或抽水措施,降低揚壓力;⑤利用預加應力提高抗滑穩定性。上述措施主要通過增加壩體強度或減小外部力來提高壩體的穩定性。從結構抗震角度來講,可通過附加阻尼裝置或作動器來提高結構的抗震能力[11]。考慮到壩體屬于大型結構,可采用在壩底鋪設鉛加球墨鑄鐵的方式來降低壩體動力反應。為此,筆者以某重力壩為研究對象,以實際地震波作為輸入,研究重力壩深層抗滑穩定性。動力仿真結果表明在壩底鋪設鉛加球墨鑄鐵不僅可以降低壩體動力反應,而且提高了重力壩的深層抗滑穩定性。……