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基于性能的高坝抗震设计若干关键问题研究

寇立夯  
【摘要】: 基于性能的高坝抗震设计研究在国内已经起步,本文从计算参数、分析方法和评价体系三方面出发,对这一领域中尚未解决的几个关键问题开展了研究。论文的主要内容包括以下几个方面: 1.将Hilbert-Huang变换引入拱坝振动台试验的模态参数识别。识别过程中发展了先根据频段分布对信号进行带通滤波,再对滤波得到的信号进行分析的方法,提高了识别的精度。通过对破坏试验的参数识别,揭示出频率和阻尼比随裂缝扩展的变化规律。 2.对国内外混凝土拱坝的原型激震试验资料进行了收集和整理,对频率、阻尼等模态参数的分布规律进行了分析。 3.对二滩水电站双曲拱坝在五次地震激励下的坝体响应进行了识别,得到了大坝的频率、振型、阻尼等基本信息,并根据动力有限元计算频率和识别频率相逼近的原则,建立了二滩拱坝的有限元模型。 4.通过对原型试验、强震识别和振动台模型试验中阻尼参数的对比分析,建议线弹性反应阶段拱坝的阻尼比可按照现行规范取为3-5%,如果分析表明地震会带来横缝张开、坝体开裂等非线性响应,建议拱坝的阻尼比取7-10%。 5.引入了基于概率意义的分析方法,以解决由于地震动输入不确定性而引起的结构反应不确定问题,最终得到了混凝土重力坝坝顶位移和损伤能耗的年超越概率。同时对SAC/FEMA建议的超越概率计算的简化方法进行了改进,对各条假定带来的影响进行了评价。 6.初步建立了混凝土坝抗震安全评价体系。评价体系包含了从反应谱分析到线弹性时程分析、非线性时程分析和震后稳定分析的整个过程。作为工程应用,结合该评价体系,对金安桥水电站碾压混凝土重力坝在OBE、MDE和MCE三个地震设防水准下的抗震安全性进行了评价。


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