土石壩震損機理及震害影響因素研究*

張桂榮，董正興，郭永彬

(1．南京水利科學研究院，江蘇南京210024;2．江蘇省水利廳，江蘇南京210026)

土石壩震損機理及震害影響因素研究*

張桂榮1，董正興2，郭永彬1

(1．南京水利科學研究院，江蘇南京210024;2．江蘇省水利廳，江蘇南京210026)

汶川8.0級地震造成主震區四川省境內1 997座水庫的壩體、溢洪道、輸水管、管理房等水利設施不同程度的損毀，不僅無法實現水利功能，而且面臨洪水威脅。汶川地震中土石壩典型震害包括裂縫、滑坡、滲漏以及壩體沉陷等。在調查主震區土石壩地震損毀特點的基礎上，分析了均質土壩、面板堆石壩、心墻壩等壩型主要震害產生的原因，闡述了影響土石壩震害程度的諸多因素及其作用方式，控制性因素主要有外部因素如場地類別、地震動參數，壩體內部因素如壩料特性、壩型及壩高、壩坡坡率等。

土石壩;地震反應;裂縫;滲流;破壞機理;影響因素

0 引言

汶川8.0級地震使震區內水利工程遭受到了嚴重的破壞，造成了巨大的損失，同時也給我們留下了寶貴的第一手震害資料，為今后防震、抗震工作提供了寶貴經驗。而汶川地震中如此面廣量大的震損水庫出現，反映壩工界迄今尚未完全科學認知和掌控水庫大壩震損機理和其影響因素，需要對其開展深入研究。

1 水庫震損情況

汶川地震中四川震損水庫按損害情況可歸結為6類，分別為:①壩體裂縫。震損水庫的裂縫縱橫相錯，最寬的縫寬達到60～80 cm、深達5～6 m以下;②壩頂和邊坡塌陷，溢洪道裂縫、垮塌;③放水設施損壞，部分涵臥管震裂漏水，滲水量突增;④壩體滑坡;⑤起閉設施損壞;⑥其他放水設施損壞、易位，管理設施損壞等。

對1 997座震損水庫震害情況逐座分析，其中大壩裂縫有1 425座，大壩塌陷687座，滲漏428座，滑坡354座，起閉設施損壞161座，其它放水設施、溢洪道、管理房等不同程度震損有422座，50%以上的水庫同時出現多種險情。

2 土石壩的震損特征分析

2.1 震損主要表現為壩體裂縫和滲漏

379座高危以上險情水庫中，幾乎所有的水庫壩體都出現不同程度的壩體裂縫，尤以壩頂和壩坡縱向裂縫為主。50%以上的水庫出現不同程度的滲漏現象，且水庫滲漏具有形式多樣化和區域范圍大的特點。壩體裂縫和滲漏對水庫土石壩整體穩定性及震后安全度汛造成了巨大的威脅。

2.2 土石壩震害與土石壩設計有關

壩體縱向裂縫主要由地震慣性力的拉裂作用產生。壩體地震裂縫與壩頂寬度、壩高以及上下游壩坡坡度等設計參數有很大關系。此外，壩體滲漏同樣與土石壩設計參數，尤其是壩基底部放水涵管的設計和施工有很大關系。因此，應對中小型水庫土石壩地震災害機制開展深入的研究，以指導今后該類水庫的土石壩抗震設計，提高中小型水庫土石壩抗震性能。

2.3 土石壩震害與建設年代的關系

將汶川地震四川災區1 997座震損水庫的建設年代分為1957年以前、1958－1966年、1967－1978年、1979－1992和1993年以后幾個階段。

從震損比例來看，各歷史時期的土石壩震損比例相差不大，分布區間為25%～35%。但從震損嚴重程度來看，1957年以前建設的水庫潰壩險情比例最高，占該時期已建水庫的1.7%，59座出現了高危險情;而1993年以后建設的水庫未出現潰壩險情，有8座水庫出現了高危險情。

2.4 土石壩震害與壩基地質條件有關

汶川地震中受損水庫多為20世紀50－80年代興建的中小型水庫，壩基地質條件有詳細記載的不多，清基很不嚴格，因盆地邊緣紅層較多，土質粘性大，地震中出現液化的物質不多見。

一般情況下，高烈度區水庫大壩震損數量多且震損嚴重;低烈度區震損數量少且震損一般較輕。但在個別地方，烈度雖然較低，但水庫大壩破壞卻較嚴重，這與當地的地質地形條件有關。因而，土石壩建設中工程類比決不能只比較壩的類型和高度，更重要的是要比較壩址的地質和地形等條件。

2.5 土石壩震害與水庫震前運行狀況有關

379座高危以上險情水庫大多建于20世紀50年代到80年代間，受建壩當時技術、經濟和環境條件的限制，大多沒有經過抗震設計;加之許多土石壩已運行數十年，土石壩的老化不可避免。另外，一些土石壩的建造條件十分復雜，有的在設計施工中就已遺留下某些缺陷，導致這些水利工程不同程度地存在一些隱患，大都處于帶“病”運行狀態，本身就有一定的失事風險，因而，從這個層面來講，汶川地震僅加劇了病險土石壩的失事概率［1］。

另外，汶川地震中水利工程雖然震損嚴重，但無一潰壩事件發生，這與當時正是用水高峰期，水庫水位低、天氣未進入雨季有密切關系［2］。

3 汶川地震水庫震害機理分析

土石壩是用天然建筑材料堆筑而成，除了材料的密實度有所改變外，作為建筑物的主體，沒有從根本上改變松散體的性質。壩體的松散性使其在地震作用下表現出裂縫、滲漏、滑坡、塌陷等較普遍的震害形態。而均質土壩、面板堆石壩和心墻壩等幾種主要土石壩由于土料在壩身內的配置和防滲體所用的材料種類不同，其震害形態及震害機理也存在差異。

3.1 均質土壩震害機理

均質土壩是指用一種筑壩材料筑成的土石壩，一般用粘性土料。粘性土壩在強震振動下具有良好穩定性。而碾壓不夠密實的無粘性土壩在飽和狀態下遭遇強烈地震，容易發生破壞或失事，主要是由于壩體孔隙水壓力增高，從而喪失大部分強度，發生較大位移所致。

均質土壩在地震時的穩定性和土的動力特性密切相關。土的動力特性和靜力特性相似，受到諸如圍壓、密實度、含水率以及受力條件、應力狀態等因素的影響，同時和加載歷史、顆粒結構和級配、時間效應等因素密切相關。地震時土的動力特性主要受應變幅度、應變速率和循環加載等幾種因素的影響［3］。

(1)應變幅度的影響

土是具有非線性特性的材料，表征土的動力特征的主要參數如剪切模量G和阻尼比D等都是應變幅度Y的函數。和工程有關的土的動應變值約在10－6～10－1或更廣的范圍內變化。應變幅度小于10－5時，土表現為彈性性質，此時土的動力和靜力特性基本上沒有差別，應變速率的影響不顯著。強震時，土壩中土的應變幅度可在10－4～10－2(或10－4～10－1)范圍內變化。在振動外力作用下，土壩將產生永久變形，表現為出現裂縫、不均勻沉降等現象。應變幅度超過10－2或10－1以后，土壩將不能保持原形而發生破壞。

(2)應變速率和循環加載的影響

土的剪切模量G和阻尼比D隨應變幅度變化的規律還受到應變速率和循環加載的影響。在地震循環荷載作用下，土的強度也發生變化。飽和砂土由于循環荷載作用可導致孔隙水壓力上升，而使抗剪強度下降，并隨著振動強度的加大和循環周數的增長，可能發生液化破壞。軟弱粘土由于地震產生的循環剪切作用也可使強度降低。

不論是砂性土還是粘性土筑成的壩，在地震作用下產生裂縫是常見的震害。強震可使壩體發生壩頂沉陷和水平位移等永久變形，只有將變形控制在一定的范圍內，才不致對壩的安全造成較大的影響。

3.2 面板堆石壩震害機理

對于面板堆石壩，地震引起的震害特征主要表現在2個方面:①地震作用下壩體的永久變形，因為壩體的變形直接影響面板的變形。面板壩的基本變位是堆石體的變位，它對面板、周邊縫、伸縮縫，止水等其他構件的變位有重大的影響;②面板部位的破壞，主要發生在壩的上部，如面板開裂、壩體變形、下游坡淺層滑坡等;另外周邊縫及周邊縫止水結構的局部破壞可能也難以避免。與面板破壞部位相關的因素有V型河谷、U型河谷、寬高比、地震波的傳播方向等。

面板堆石壩的堆石料具有較強的循環變形特性，但累積變形隨循環次數的增加而增大，這對以變形控制為主的堆石壩的抗震穩定性的影響不容忽視。

(1)永久位移變化

水庫土石壩出現壩頂震陷、壩坡滑裂、壩坡滑落等嚴重震損現象，是土石壩地震穩定性不足或喪失的表現，與水平向和豎向地震永久變形有關。因此，土石壩的地震永久變形大小是土石壩地震穩定性的一個很好的度量。以往振動臺試驗表明［4］，地震作用下堆石壩主要破壞性態是:壩體遭遇強烈振動后，靠近壩頂的壩坡表面塊石最先出現松動，隨著地震波作用時間延長，壩坡淺層塊石會發生滑動、最后導致壩頂坍塌。從連續體的角度考慮，這主要是由于壩體發生了較大的永久變形引起的。大量震害調查、研究及經驗表明，由于壩體橫向永久位移和豎向沉陷引起的震害占有相當的比例。

堆石體的變形對防滲體系的應力、變形性態起著主導作用。而采用密實的粘性土、堆石等土石料填筑的土石壩，在地震作用下不會產生或僅產生很低的振動孔隙水壓力。為了防止防滲體破壞，在高土石壩建設中，應提高土料的壓實標準，控制堆石體的變形，并使大壩防滲系統能夠適應壩體變形。堆石體的變形越小，防滲系統就越可靠。

(2)面板開裂、脫空

面板堆石壩的面板是壩體結構最重要部分，地震中面板的破壞形態主要為面板裂縫和面板脫空。大量的面板堆石壩模型動力破壞試驗表明，強震時，壩頂附近下游坡面塊石將最先失去平衡發生滑動，壩頂區土體隨之松動、滑塌，從而對面板的支托作用減弱，導致面板上部出現裂縫或斷裂。

汶川地震中紫坪鋪大壩混凝土面板震損嚴重，特別在上部有較大部分脫空。面板局部擠壓破壞、開裂和隆起，施工縫合縱縫錯位。如5#～23#、35#～38#混凝土面板845.0 m高程以上二、三期施工縫錯抬，最大錯臺達17 cm;845m高程以上面板大面積脫空，5#～6#、23#～24#等面板垂直縫擠壓破壞，23#～24#板間縫擠壓破壞至790 m高程;面板周邊縫及止水損毀嚴重［5］。

由上述分析可以看出，面板堆石壩的抗震性能很大程度上取決于混凝土面板的受力條件以及周邊縫和結構縫的工作條件。從面板的抗震安全性來看，只要地基良好，壩坡是足夠穩定的。面板開裂和周邊縫的錯動雖然對壩的整體安全一般不構成嚴重的威脅，但對大壩功能的發揮仍有較大影響。所以在面板壩的抗震設計中需要注意減小大壩的地震變形，并保障面板的良好受力條件，以及控制周邊縫和結構縫的變形。

3.3 心墻土石壩震害形態及機理

心墻土石壩是指用透水性較好的砂或砂礫石做壩殼，以防滲性較好的粘性土作為防滲體設在壩的剖面中心位置，心墻材料可用粘土也可用瀝青混凝土和鋼筋混凝土。

心墻土石壩的震損情況不同于均質土壩，主要表現在心墻壩防滲體的破壞。心墻壩防滲體頂部開裂是常見的震害現象。大壩在建成后的長期運行過程中和遭遇地震的時候，由于防滲心墻與壩體變形不協調，會使防滲心墻產生破壞。

心墻土石壩的工作條件與面板堆石壩也有較大的不同。對心墻壩來說，地震變形對壩體的正常工作及防滲系統的安全性有重要影響。地震變形引起的心墻和壩坡裂縫是心墻土石壩比較典型的震害。汶川地震中碧口心墻土石混合壩經受了9度強震作用，但震害較輕，產生的最大沉降為24 cm，壩體無明顯裂縫。水牛家碎石土心墻堆石壩壩高108 m，相距主震震中210 km。大壩設計地震加速度0.2 g，地震時影響烈度7度，接近8度區邊緣。大壩震損輕微，壩頂防浪墻發生十余處拉裂，裂縫寬度1～20 mm，壩體無明顯裂縫。

從上述分析可以認為，提高填筑和壓實質量，減小地震變形，采取工程措施，控制壩上部的地震變形，限制裂縫發展，使防滲系統不受到損害，心墻堆石壩的抗震安全性就可以得到保障。

4 土石壩震害影響因素研究

土石壩震害受諸多因素影響，影響土石壩震害程度的控制性因素主要有外界因素如場地類別、地震動參數;自身因素如壩料特性、壩型、壩高及壩坡坡率等。

4.1 場地條件(場地地震效應)

地震區場地條件對地震動特性影響的研究是源于對地震現象的分析與認識。地震是造成地面破壞的外因，而場地條件是保持場地穩定的內因。當地震作用超過場地巖性、土質條件的穩定能力時，就會出現場地失穩和地面破壞現象。諸多震區場地破壞或地面永久變形，是包括地震動和場地條件這兩個重要因素相互作用、相互轉化的最終結果。地震破壞對場地土有選擇效應，不同的場地土對地震動有不同的放大或縮小作用，因而不同場地條件下土石壩工程表現出程度明顯不同的震害。

強震區場地土條件對地震動特性的影響可導致地基土的卓越周期與土石壩的自振周期產生共振，這一效應使自振周期較長的工程結構在地震力的作用下破損并導致建筑物徹底毀壞。地震破壞對場地土有選擇性，地震引起的振動是以波的形式從震源向各個方向傳播的，在土層內部傳播的體波中，縱波引起地面的上下顛簸，剪切波引起地面的左右搖晃，巖土中剪切波速反應了地基土的動力特性［5］。

汶川地震中土石壩大量震害表明，不同的場地工程地質條件，對地震作用的影響非常顯著。壩址區場地條件對于土石壩，特別是拱壩，強震時壩基的穩定是保證其抗震安全的首要關鍵因素。

4.2 地震動參數

地震動的卓越周期、地震持時、建筑物的自振周期及結構性質等決定了震災程度。如果地震波所具有的卓越周期與土石壩的固有周期一致，振動時間長，場地地基土放大地震波作用，則大壩會由于共振作用產生較大振動，最終使結構遭到嚴重破壞。

地震動參數表征地震引起的地面運動的物理參數，是工程抗震設計的依據，不同工程對工程場地地震安全性評價的深度以及提供的參數的要求不同，這取決于工程的類型，工程的安全性，危險性以及社會影響等因素。對大壩這一特殊性工程，地震動的重要工程特性至少應包括地動峰值(加速度或速度峰值)，反應譜及強震持時這三項參數，通常以幅值、頻率特性和持續時間三個參數來表達地震的特點。

(1)地震動峰值加速度

地震動峰值的大小反應了地震過程中某一時刻地震動的最大強度，它直接反映了地震力及其產生的振動能量和引起結構地震變形的大小，是地震對結構影響大小的尺度，是抗震設計的動力依據。已有的強震觀測結果表明，地震動幅值和頻譜隨地形高度而變化。大量的觀測資料也表明，土石壩在地震時壩頂的加速度要明顯高于壩基。孤立突出的地形，如山丘、山梁等位置的烈度和震害普遍高于連續延展的梁崗和規則平坦地形地貌區的震害和烈度。

根據國內外對土石壩地震反應實測工作的經驗總結［6－7］，在小地震作用下，土石壩頂部加速度反應值比壩基約大5倍，而在大地震作用下，壩頂加速度反應值比壩基約大2倍，壩體對壩基運動有抑制反饋作用。根據新豐江大壩壩基與其附近地面強度儀記錄的最大水平加速度比較結果，壩基加速度要比附近地面減少37%。

(2)反應譜

反應譜是建筑物發生的最大位移或最大加速度，地震動頻譜特性就是強震地面運動對具有不同自振周期的結構的響應。震害經驗表明:小震近震近堅硬場地上的地震動容易使剛性結構產生震害，而大震軟厚場地上的地震動容易使高柔結構產生震害。這一規律從地震動的頻譜特性去理解就很容易解釋，前一種地震動的高頻比較豐富，由于共振效應，易使高頻結構受到破壞;而遠震、大震，軟厚場地土的地震動反應譜峰值在低頻部分，即低頻成分較強，往往產生共振，易使低頻結構受損。

(3)持續時間

強地震動的持續時間在震害及對結構的影響，主要發生在結構反應進入非線性化之后，持時的增加使出現較大永久變形的概率提高，持時愈長，則反應愈大，產生震害的積累效應。

根據我國陳運泰院士按照世界上許多地震記錄反演分析的震源破裂機制，汶川地震中的破裂主要是向東北方向拓展，破裂過程長達120 s，其時間函數顯示了多個震源連續破裂產生的波群疊加，破裂長度約300 km;而且破裂不規則，對地面造成的破壞大。在地震持續時間造成的震害方面，如唐山地震的斷層錯動時間是12.9 s，汶川地震斷層錯斷時間為22.2 s。斷層錯動時間越長，人們感受到強震的時間越長，也就是說汶川地震建筑物的擺幅持續時間比唐山地震要強。這就是為什么唐山地震雖然死亡人數多，但是實際上災害造成的影響不如汶川地震大的主要原因。

4.3 壩料特性

壩料特性包括填筑料的質量、填筑密實度等幾個方面。壩料特性決定著壩體的變形和應力，考慮堆石料非線性強度準則后，隨著壩料強度的增加，土石壩安全系數增大。

(1)填筑料的質量

土石料作用一種散體材料，土顆粒間相互位置排列和粒間作用力對于土石料的力學性質有重要影響。各種動荷載作用下，粗粒土的動力變形特性主要受到應力水平、應力條件、測試手段、顆粒特性及排水條件等因素的影響。壩料粒徑對坡面臨界加速度的有重要影響。國內外學者在這方面做了較多研究［4］。如對相同的邊坡(1∶1.4)選用了三種不同粒徑堆石料堆筑成三種不同壩高的均質壩(壩高分別為80、100、140 cm)，在振動臺上進行破壞試驗，測定壩體發生初始滑動時的坡面臨界加速度(即壩頂顆粒滑動部位的加速度反應)。試驗結果表明，在壩坡一定的條件下，筑壩材料平均粒徑增大，坡面臨界加速度相應地也有所提高。

(2)填筑密實度

土石料的壓實是土石壩施工質量的關鍵。維持土石壩本身穩定的土料內部阻力(粘結力和摩擦力)、土料的防滲性能等，都是隨土料密實度的增加而提高。

在強烈振動作用下，當松散土層的應變加大時，其阻尼比增加變緩，從而使地面振動加劇，振動持續時間加長，震害隨之加重。圖1所示為某堆石壩不同干密度下壩體沉降的變化。

例如，四川省三臺縣印盒山水庫在1979年建成，基本烈度為Ⅵ度，該水庫土壩設計時按照規范不設防。土壩在本次地震中震害相當嚴重，發生160 m長的縱向裂縫6條，橫向裂縫56條，壩頂豎向沉降30 cm，上游壩面向水庫滑移，下限隆起，呈滑坡狀;壩頂出現波狀扭曲。壩的下游坡面坡腳多出嚴重滲水，有潰壩危險。此壩震害嚴重的原因是填筑土料含水量遠高于最優含水量，土料碾壓壓實度未達到規范要求。本次地震中還有很多類似中小型水庫均為均質土壩，壩坡多數為1∶1.5～1∶2.0，都未考慮地震設防，施工壓實度較低，都小于0.96。受本次地震影響，多數土壩在壩頂附近上下游側發生縱向裂縫，有的幾乎貫穿全壩，縫寬5～30 cm。碧口水電站的心墻土石壩在施工中，采取各種開挖料分別填筑在不同的最適宜部位，在加速度反應最大的壩體上部，填筑了抗震性能強的堆石。施工中各種土石料都壓實到規范規定的孔隙比、相對密度或干容重，甚至略超過一些。因此，其抗震性能都很好，雖然壩坡坡率是按7的烈度用擬靜力法計算確定的，但卻抵御了Ⅸ度地震，損傷輕微［8］。

因而，土石壩施工中壩頂要用壓實良好的砂礫混合料填筑，混合料應級配良好。在壩頂區選用抗剪強度較高的筑壩材料，并盡可能提高壓實度及變形模量可以大大減少壩的變形和不均勻沉降。

4.4 壩型

四川省1 997座震損水庫中，發生震損的均質土壩為1 569座，占震損土石壩75%以上、占已建均質土壩的30.1%;斜墻石壩和心墻石壩震損比例分別達到了50%和50.6%。潰壩險情水庫震損比例最高的是混合型土壩。

以江油市的震損水庫為例分析壩型對震害的影響。江油市中小型水庫根據填筑材料可分為均質土壩、砂礫石壩、漿砌石重力壩、漿砌石拱壩與均質土壩結合的壩型［3］。從震損情況看，漿砌石重力壩的抗震性能較好，在此次地震中震害較輕，未出現大的險情;漿砌拱壩在地震中局部出現裂縫和滲漏，抗震性不如漿砌石重力壩，多數壩體出現裂縫和滲漏;砂礫石壩抗震性能較差，多數出現滲漏和滑坡。均質土壩的震損情況復雜，和地質條件及場地土是否液化及壩體的選型布置等因素有關，有的均質土壩破壞嚴重，有的未見震損。

4.5 壩高

壩高影響著壩體的動力反應和永久變形。在地震波作用下，對模型土石壩而言，壩體的動力反應隨壩高的增加而激烈，壩高越高破壞越明顯，坍塌越深，永久變形越大，下游變形大于上游變形，最大值均發生在壩頂附近;壩體頂部的塑性剪應變變化明顯，隨著壩高增加而增大。

四川省已建壩高在0 ～15 m、15～30 m、30～60 m和大于60m的水庫大壩分別為4 374座、2 107座、228座和7座。各壩高范圍內震損比例相差不大，均約占相應已建大壩的29%。從震損嚴重性來看，壩高在30～60 m之間出現潰壩險情和高危險情的比例相對最高，分別為1.3%和6.6%。

由圖2可知，壩體填筑高度與壩體最大垂直變形量有關［9］，統計發現填筑壩高在65 m以上垂直變形量為300 mm，并隨壩高增加而增加，壩高在45 m以下時垂直變形量小于并隨壩高遞減而降低;在高烈度區，最低壩高5.6m的最大垂直變形為120mm。

圖2 壩體垂直變形量與填筑壩高統計分析圖

4.6 壩坡坡率

地震區的壩坡要比非地震區平緩些。從減少壩頂的地震加速度反應的觀點考慮，壩頂寬度應當窄一些，壩坡上部應該平緩些，下部可陡一些，因為上部加速度反應大于下部，上部壩坡平緩有助于壩坡抗震穩定。

壩坡坡率影響著壩體各相對高度處的最大地震加速度。隨著壩坡率的增大，總體而言，沿壩高各相對高度處最大地震加速度有所增大。對于150.0 m以下的土石壩而言，大壩各相對高度處的最大地震加速度隨之增大，且低壩增加的幅度比高壩相對明顯。對于150m以上高土石壩而言，從壩頂至0.2倍相對壩高處，壩體的最大地震加速度有所增大，在0.2倍相對壩高以下，壩體各相對高度處的最大地震加速度變化很小。

5 結語

在分析主震區土石壩地震損毀特點的基礎上，針對均質土壩、面板堆石壩、心墻壩等3種壩型的主要震害產生機理及影響土石壩震害程度的影響因素進行了闡述，得到如下幾個結論:

(1)均質土壩地震時的穩定性和土的動力特性密切相關，主要受應變幅度、應變速率和循環加載等幾種因素的影響。需將均質土壩的變形控制在一定的范圍內，才不致對土壩的安全造成較大影響。

(2)面板堆石壩地震引起的震害特征主要表現為地震作用下壩體的永久變形和面板的破壞。面板壩的抗震設計中需要注意減小大壩的地震變形，并保障面板的良好受力條件，以及控制周邊縫和結構縫的變形。

(3)心墻壩的震損情況主要表現為防滲體的破壞。提高填筑和壓實質量，減小地震變形，限制裂縫發展，使防滲系統不受到損害，心墻堆石壩的抗震安全性即可得到保障。

(4)土石壩震害受諸多因素影響，影響土石壩震害程度的控制性因素主要有場地類別、地震動參數、壩料特性、壩型、壩高及壩坡坡率等。這一研究結論將為土石壩的設計、安全評價和抗震措施研究提供理論基礎。

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Research on Earthquake-damaged M echanism s and Influencing Factors for Earth-rock Dam

Zhang Guirong1，Dong Zhengxing2and Guo Yongbin1(1．Nanjing Hydraulic Research Institute，Nanjing 210024，China;2．Water Resources Department of Jiangsu Province，Nanjing 210024，China)

Wenchuan earthquake caused different degrees of damage to water conservancy facilities as dams，spillways，water pipes and office buildings of 1997 reservoirs in the main earthquake zone in Sichuan province．These damages not only caused failure of water conservancy function but also resulted in risk of flood．Typical earthquake damages of theWenchuan earthquake include fissures，landslide，seepage and dam subsidence．On the basis of investigation of characteristics of seismic damaged earth-rock dams，the causes ofmain earthquake damages of homogeneous earth dams，concrete faced rock-fill dams and core wall dams are analyzed and the factors that affect degrees of seismic damages of earth-rock dams and mode of action of seismic damages are illustrated．The results show that controlling factorsmainly include external factors as types of dam sites and ground motion parameters and internal factors include property of dam materials，dam types，dam height and slope rate of dam slope．

earth-rock dam;earthquake response;fissure;seepage;failuremechanism;influencing factor

P315.9;X43

A

1000－811X(2012)03－0025－06

2011－11－01

2012－12－14

國家科技支撐計劃(2009BAK56B04);江蘇省基礎研究計劃(自然科學基金)資助項目(BK2009054)

張桂榮(1979－)，女，湖北鐘祥人，博士，高級工程師，從事地質災害穩定性預測預報研究．E-mail:grzhang@nhri.cn