收藏本站
《中国地震局工程力学研究所》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

倾斜入射条件下土石坝最不利地震动输入研究

吴兆营  
【摘要】: 土石坝由于本身所具有的特点,使其成为在全世界分布最为广泛的水工构筑物。土石坝的抗震问题备受学术届的广泛关注,是当前岩土工程抗震领域研究的热点问题之一。大量的土石坝震害资料和理论研究结果表明,土石坝对地震的响应不仅与其本身的材料特性、几何尺寸和边界条件等有关,而且还与地震波的入射方向有关。在地震动输入对土石坝稳定性影响这一研究领域人们普遍关心的是最不利地震动输入的影响。本文围绕着倾斜入射条件下土石坝最不利地震动输入这一问题开展了深入的研究,完成了如下几个方面的研究工作。 1.系统地总结了当前土石坝地震稳定性分析的研究历史和现状,对土石坝分析方法进行了系统的研究和评述,对土石坝的抗震研究历史进行了较全面的回顾和总结。在此基础上,指出了这一领域存在的问题,提出了本文的研究课题并给出了具体的研究内容和研究思路。 2.地震动输入形式与边界条件的选取有关。本文结合粘性边界条件的物理特性,将地震动速度记录转化为应力记录,施加到计算模型的地震动输入边界上,从而实现动力输入。另外,本文根据波的传播方向为波振面的法向方向这一原理,将计算模型的动力输入边界做适当调整,使其与波振面走向一致,从而实现将倾斜入射转化为垂直入射,将差动输入转化为一致输入。这样即提高了地震动的输入精度,也实现了地震动倾斜输入问题。 3.快速拉格朗日显式有限差分是本文采用的数值分析方法,本文详细介绍了这一方法的原理,讨论了应用这一方法解决土石坝动力问题所涉及到的技术问题,并运用两个二维计算模型验证了粘性边界条件和自由场边界条件的有效性。摩尔-库伦弹塑性模型和Finn液化模型是本文采用的两种土的本构模型,本文在简要回顾土的本构关系研究历史的基础上,重点介绍了本文采用的两种土体本构模型的原理、物理意义和应用范围,并运用这两种本构模型进行了土石坝静力和动力分析,验证了二种模型的合理性和应用到本文的可行性,克服了邓肯-张模型模拟蓄水过程的缺陷。 4.本文深入系统地研究了均质线性坝体在地震波倾斜入射条件下,坝顶的运动(速度)放大效应,分析了这种放大效应与河谷形状、输入波的特性之间的关系。研究结果表明,坝顶的运动放大作用不仅受河谷类型影响,还受入射波的形式、入射角度、入射波频率,以及入射波波长的影响。本文通过计算分析得到一些重要结论,这对土石坝的抗震设计有着重要的指导意义。 5.本文应用非线性动力分析技术,在地震动单一方向入射的条件下,对满库容时土石坝非线性反应进行了数值分析计算。计算给出了坝顶运动放大系数、坝体表面永久变形、坝体内孔隙水压力增量,以及地震作用后坝体内土单元的塑性状态这四个评价土石坝地震稳定性的重要指标。综合不同地震动输入条件下的四项评价指标与入射角度的变化关系,本文首次提出了“①地震动以SV波形式输入时,入射角度θ=30 ?45为土石坝地震稳定性最不利入射角度;地震动以P波形式高角度(θ≥45)输入时,入射角越大对土石坝地震稳定性越不利。②自坝体下游一侧入射为土石坝地震稳定性最不利入射方向。”的重要结论。这一重要结论对土石坝抗震分析有着重要的理论和实际意义。 6.本文以吉林省二龙湖水库大坝为例,实现了文中提出的分析方法,进一步验证了倾斜入射条件下土石坝最不利地震动输入的正确性和适用性。以上几点就是本文对于倾斜入射条件下土石坝最不利地震动输入研究的主要内容和几点结论。当然关于土石坝抗震的研究仍有很多问题需要解决,它是一个难度较大的研究课题,所以作者希望有更多的人关注这一研究领域,参与这一研究课题。
【学位授予单位】:中国地震局工程力学研究所
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TV641;TV313

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 尤丽红;李俊杰;;高土石坝地震动最不利输入方向研究[J];东北水利水电;2011年07期
2 徐海滨;杜修力;赵密;王进廷;;地震波斜入射对高拱坝地震反应的影响[J];水力发电学报;2011年06期
3 苑举卫;杜成斌;刘志明;;地震波斜入射条件下重力坝动力响应分析[J];振动与冲击;2011年07期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 杜修力;徐海滨;赵密;王进廷;;地震波斜入射对高拱坝地震反应的影响[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 赵体;岩土边坡地震稳定性临界加速度分析方法研究[D];中国地质大学(北京);2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李磊;滑坡堆积体的地震波动力响应研究[D];成都理工大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周健,徐志英;土(尾矿)坝的三维有效应力动力反应分析[J];地震工程与工程振动;1984年03期
2 张克绪,李明宰,常向前;地震引起的土坝永久变形分析[J];地震工程与工程振动;1989年01期
3 邵秀民,蓝志凌;各向异性弹性介质中波动方程的吸收边界条件[J];地球物理学报;1995年S1期
4 梁建文;张彦帅;Vincent W Lee;;平面SV波入射下半圆凸起地形地表运动解析解[J];地震学报;2006年03期
5 沈珠江;土的三重屈服面应力应变模式[J];固体力学学报;1984年02期
6 陈生水;沈珠江;;强震区域土石坝地震永久变形的计算[J];河海大学学报;1990年02期
7 沈强;沈珠江;;一种考虑地震波传播方式的堤坝三维动力分析法[J];水利水运科学研究;1987年04期
8 陈生水;沈珠江;;堆石坝的地震永久变形分析[J];水利水运科学研究;1990年03期
9 沈珠江,徐志英;考虑行进波的土工建筑物地震反应分析[J];水利学报;1983年11期
10 楼梦麟,林皋;重力坝地震行波反应分析[J];水利学报;1984年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 田景元;土石坝多点输入地震反应分析及相关方法研究[D];河海大学;2003年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王皆伟,王汝恒;土动力本构模型初探[J];四川建筑科学研究;2005年05期
2 赵永军;;加筋土挡墙在高寒地区的施工新技术[J];四川建筑科学研究;2008年04期
3 李杰;徐利;周丽琴;;深基坑复合土钉支护受力机理分析[J];四川建筑科学研究;2009年03期
4 钱坤;尹新生;朱珊;佴磊;;三维地基沉降计算公式的改进与比较[J];四川建筑科学研究;2009年03期
5 赵鑫;陈学军;李晓红;朱志政;;不排水条件下基坑卸荷土体变形机理研究(Ⅰ)[J];四川建筑科学研究;2010年05期
6 赵鑫;陈学军;李晓红;朱志政;;不排水条件下基坑卸荷土体变形机理研究(Ⅱ)[J];四川建筑科学研究;2010年06期
7 谢向东;李彦强;秦丽;汪轩;;从岩石水力学观点探讨水库诱发地震机理[J];四川建筑科学研究;2012年03期
8 郝福生;惠治鑫;;科里奥利力对黄河沿岸水体流失的影响及当前治理措施调查[J];安徽农业科学;2011年16期
9 吴娜;姚永生;;最小二乘法在岩土三轴剪切实验中数据处理的应用[J];安阳工学院学报;2006年05期
10 宋雅坤;郑颖人;赵尚毅;雷文杰;;有限元强度折减法在三维边坡中的应用研究[J];地下空间与工程学报;2006年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙凤余;郑伟;赵秋芳;郭新华;;朗肯理论在矿山环境保护与综合治理中的应用[A];河南地球科学通报2008年卷(下册)[C];2008年
2 牛志伟;李同春;李宏恩;;基于广义塑性理论的土体液化分析方法[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
3 李军;李强;周靖凯;张宇;;基于二次曲线形式摩尔包络线的履带车辆推力计算研究[A];2011年中国农业系统工程学术年会论文集;海峡两岸农业学术研讨会论文集;长沙市第五届自然科学学术年会农学研讨会论文集[C];2011年
4 李伟;袁昶;;船坞坞口围堰钢板桩拔除工艺设计与实践[A];中国土木工程学会港口工程分会第七届港口工程技术交流会论文集[C];2011年
5 周昕;;浙江省水库诱发地震识别模型及其在宁波皎口地震中的初步应用[A];“资源保障 环境安全——地质工作使命”华东六省一市地学科技论坛文集[C];2011年
6 邓安福;李端文;曾祥勇;周常春;;土的本构模型的应用与分析[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2001年
7 燕柳斌;曹净;黄绍铿;;攀钢马家田尾矿堆积坝体地震反应分析[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册[C];2003年
8 高正夏;赵海滨;;向家坝坝基岩体软弱夹层渗透变形现场试验研究[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集(二)[C];2007年
9 武科;范庆来;王志云;;ABAQUS用户子程序在分析大型海洋结构物地基承载力特性中的应用[A];第三届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2007年
10 宋雅坤;郑颖人;雷文杰;;沉埋式抗滑桩机制模型试验数值分析研究[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王猛;煤矿深部开采巷道围岩变形破坏特征试验研究及其控制技术[D];辽宁工程技术大学;2010年
2 刘浜葭;冻融和渗流耦合作用下风积土路基结构性演变规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
3 毛海涛;无限深透水地基上土石坝坝基渗流控制计算方法和防渗措施的研究[D];新疆农业大学;2010年
4 邵玉娴;粘性土工程性质的温度效应试验研究[D];南京大学;2011年
5 孙训海;基础刚度、褥垫厚度对刚性桩复合地基桩土承载性状的影响[D];中国建筑科学研究院;2010年
6 刘飞;吉林敦化地区草炭土特性的时间效应研究[D];吉林大学;2011年
7 康富中;深埋超大规模地下铁路车站结构方案及关键支护参数优化研究[D];北京交通大学;2011年
8 赵忠明;小浪底库区采空区稳定性研究[D];河南理工大学;2011年
9 王伟;地震动的山体地形效应[D];中国地震局工程力学研究所;2011年
10 陈铖;基于模糊集塑性理论的无粘性土循环荷载本构模型研究[D];中南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何寿迎;黄岛LPG地下储库稳定性分析及支护设计优化[D];山东科技大学;2010年
2 赵庆;土石坝坝下涵洞三维有限元分析[D];郑州大学;2010年
3 胡志超;箱型钢筋混凝土倒虹吸非线性有限元分析[D];郑州大学;2010年
4 王士革;填方路基下长短桩复合地基沉降特性研究[D];郑州大学;2010年
5 滕彦磊;塑性混凝土防渗墙应力变形有限元分析[D];郑州大学;2010年
6 张昊;半潜平台波浪绕射的三维时域计算[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 刘北战;降雨入渗条件下新邱区中南公路边坡稳定性分析[D];辽宁工程技术大学;2010年
8 齐有军;东大秦皇岛分校实验楼深基坑支护变形控制与数值模拟[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 齐平;后注浆钻孔灌注桩的承载力及沉降研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 王欢;沈丹客运专线本溪段线路地表沉陷稳定性分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李育枢;高广运;李天斌;;偏压隧道洞口边坡地震动力反应及稳定性分析[J];地下空间与工程学报;2006年05期
2 李山有,王学良,周正华;地震波斜入射情形下水平成层半空间自由场的时域计算[J];吉林大学学报(地球科学版);2003年03期
3 陈玲玲,陈敏中,钱胜国;岩质陡高边坡地震动力稳定分析[J];长江科学院院报;2004年01期
4 李磊;任光明;曹文广;张八二;;边坡地震响应的动力有限元分析[J];长江科学院院报;2010年05期
5 何蕴龙,陆述远,段亚辉;岩石边坡地震作用计算方法研究[J];长江科学院院报;1998年04期
6 刘立平,雷尊宇,周富春;地震边坡稳定分析方法综述[J];重庆交通学院学报;2001年03期
7 李山有,廖振鹏,周正华;大型结构地震反应值模拟中的波动输入[J];地震工程与工程振动;2001年02期
8 薄景山,徐国栋,景立平;土边坡地震反应及其动力稳定性分析[J];地震工程与工程振动;2001年02期
9 李山有,廖振鹏;地震体波斜入射情形下台阶地形引起的波型转换[J];地震工程与工程振动;2002年04期
10 郑颖人;叶海林;黄润秋;李安洪;许江波;;边坡地震稳定性分析探讨[J];地震工程与工程振动;2010年02期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 丁彦慧;王余庆;孙进忠;;利用综合指标法预测地震滑坡的判别准则[A];中国土木工程学会第八届土力学及岩土工程学术会议论文集[C];1999年
2 丁彦慧;王余庆;孙进忠;;利用判别分析预测地震滑坡[A];1998年中国地球物理学会第十四届学术年会论文集[C];1998年
3 吴曙光;张永兴;康明;;超载法在岩石边坡地基稳定性分析中的应用[A];第二届全国岩土与工程学术大会论文集(上册)[C];2006年
4 王光纶;张楚汉;陈昌伟;;用离散元法分析岩质边坡的动力稳定[A];第三届全国岩石动力学学术会议论文选集[C];1992年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 邓龙胜;强震作用下黄土边坡的动力响应机理和动力稳定性研究[D];长安大学;2010年
2 姜彤;边坡在地震力作用下的加卸载响应规律与非线性稳定分析[D];中国地震局地质研究所;2004年
3 丁秀美;西南地区复杂环境下典型堆积(填)体斜坡变形及稳定性研究[D];成都理工大学;2005年
4 刘红帅;岩质边坡地震稳定性分析方法研究[D];中国地震局工程力学研究所;2006年
5 师黎静;基于地脉动的近地表三维速度结构探测和建模成像[D];中国地震局工程力学研究所;2007年
6 李滨;多级旋转型黄土滑坡形成演化机理研究[D];长安大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 何芳芳;宝鸡市地震危险性分析[D];中国地质大学(北京);2011年
2 骆亚生;中国典型黄土动力特性及其参数的试验分析[D];西安理工大学;2000年
3 梁志强;层状介质中多模式面波频散曲线研究[D];长安大学;2006年
4 王静;应用地脉动的城市地下三维速度结构建模的研究[D];北京交通大学;2008年
5 田建雄;宝鸡黄土边坡地脉动特性及动力响应规律研究[D];中国地质大学(北京);2010年
6 杨诗义;滑坡预测预报与滑坡分类体系研究[D];武汉科技大学;2010年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 马莎;曹连海;肖明;张志国;;深埋地下洞室群动力时程分析中人工边界的设置[J];四川大学学报(工程科学版);2012年04期
2 赵密;杜修力;刘晶波;韩强;;P-SV波斜入射时成层半空间自由场的时域算法[J];地震工程学报;2013年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 罗刚;唐家山高速短程滑坡堵江及溃坝机制研究[D];西南交通大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 陈全明;陡倾顺层岩质斜坡倾倒变形破坏机制的数值模拟研究[D];成都理工大学;2011年
2 庞茂康;白龙江流域滑坡发育特征及其成因的地质环境条件研究[D];成都理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张克绪;饱和砂土的液化应力条件[J];地震工程与工程振动;1984年01期
2 王前信;伍国騆;李云林;;拱式结构对地震多支点输入的反应[J];地震工程与工程振动;1984年02期
3 林家浩;随机地震响应的确定性算法[J];地震工程与工程振动;1985年01期
4 张克绪,李明宰,常向前;地震引起的土坝永久变形分析[J];地震工程与工程振动;1989年01期
5 石兆吉,郁寿松;软土震陷计算中若干问题的讨论[J];地震工程与工程振动;1989年04期
6 林家浩;非平稳随机地震响应的精确高效算法[J];地震工程与工程振动;1993年01期
7 梁建文,李方杰,顾晓鲁;Rayleigh波在浅圆凹陷地形附近的散射:高频解答[J];地震工程与工程振动;2005年05期
8 屈铁军,王前信;空间相关的多点地震动合成(I)基本公式[J];地震工程与工程振动;1998年01期
9 屈铁军,王前信;空间相关的多点地震动合成(Ⅱ)──合成实例[J];地震工程与工程振动;1998年02期
10 邱法维,钱稼茹;多点地震动输入下的拟动力实验方法[J];地震工程与工程振动;1998年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴兆营,景立平;土石坝地震稳定性分析方法简介[J];东北地震研究;2003年01期
2 卞富宗;对“土石坝的变形和拉伸、剪切破坏的验算”一文的讨论[J];岩土工程学报;1982年01期
3 左秀泓;关于拟静力法分析土石坝地震稳定性的问题[J];水利水电技术;1991年07期
4 赵洪田,平达,孙晓平;工程物探在水库查漏中的应用[J];东北水利水电;1996年07期
5 金崇磐;土石坝的三维动力分析[J];计算力学学报;1985年04期
6 章为民,徐光明;土石坝填筑过程的离心模拟方法[J];水利学报;1997年02期
7 殷国锋,沈自力;土石坝安全鉴定工程地质勘察的实践[J];浙江水利科技;2004年01期
8 顾淦臣;土石坝的变形和拉伸、剪切破坏的验算[J];岩土工程学报;1980年04期
9 黄德林;土石坝漫顶模型[J];水利水电快报;1996年17期
10 王永明,吴萍,周文柱;土工膜在土石坝坝体防渗中的应用[J];黑龙江水专学报;2002年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 宗志坚;李海河;刘强中;;小浪底水利枢纽土石坝安全监测自动化及运用[A];土石坝与岩土力学技术研讨会论文集[C];2001年
2 张继宝;陈五一;李永红;吴晓铭;朱俊高;;双江口土石坝心墙拱效应分析[A];第二届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集(一)[C];2008年
3 沈细中;史粉英;杨文丽;张敏;;土石坝震损破坏特征及其应急处理措施[A];中国水利学会2008学术年会论文集(下册)[C];2008年
4 魏淼新;蔡新;王德信;华坤健;;公伯峡土石坝优化设计研究[A];第五届全国结构工程学术会议论文集(第一卷)[C];1996年
5 赵琳;宓永宁;冯琳;江帆;李长龙;;土石坝渗流分析与自动化观测软件研究[A];中国农业工程学会农业水土工程专业委员会第三届学术研讨会论文集[C];2004年
6 王新奇;李治明;代巧技;;关于土石坝边坡的稳定安全系数标准问题[A];土石坝与岩土力学技术研讨会论文集[C];2001年
7 赵剑明;常亚屏;陈宁;刘小生;;深厚覆盖层上土石坝地震变形与动力稳定分析[A];首届全国水工抗震防灾学术会议论文集[C];2006年
8 黄理军;张文萍;;南方土石坝加高问题的研究[A];2007年湖南水电科普论坛论文集[C];2007年
9 顾淦臣;;复合土工膜土石坝的设计[A];中国水利学会2001学术年会论文集[C];2001年
10 张坤勇;周治刚;;高心墙堆石坝静力三维有限元应力变形分析[A];第二届全国岩土与工程学术大会论文集(上册)[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;土石坝渗漏控制技术[N];中国水利报;2008年
2 记者 刘艳飞;震后需详查震区所有大坝[N];中国水利报;2008年
3 水利部大坝安全管理中心 李君纯 盛金保;国外土石坝应对强地震的经验[N];中国水利报;2008年
4 本版编辑 丁留谦 郑敏生;治理病险水库土坝 如何对症下药[N];中国水利报;2007年
5 南矿;坝体地震稳定性研究获突破[N];中国矿业报;2004年
6 水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心 李端有;整治病险水库有良方[N];人民长江报;2008年
7 原水利部水管司总工程师 牛运光;病险水库加固技巧多[N];人民长江报;2008年
8 中国产业用纺织品协会;几大功能诠释涤纶无纺布[N];中国纺织报;2005年
9 孙胜;丹江口大坝加高工程全面进入高峰期[N];中华建筑报;2007年
10 曹俊启;丹江口大坝加高实现开门红[N];中国水利报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吴兆营;倾斜入射条件下土石坝最不利地震动输入研究[D];中国地震局工程力学研究所;2007年
2 田景元;土石坝多点输入地震反应分析及相关方法研究[D];河海大学;2003年
3 李宗坤;土石坝结构性态安全评价方法研究[D];大连理工大学;2003年
4 李湛;土石坝地震永久变形及抗震稳定性数值分析方法研究[D];大连理工大学;2006年
5 刘红帅;岩质边坡地震稳定性分析方法研究[D];中国地震局工程力学研究所;2006年
6 周江平;土石坝抗滑稳定性与砂层地基液化的可靠度理论与应用[D];西南交通大学;2004年
7 王俊杰;基于断裂力学的土石坝心墙水力劈裂研究[D];河海大学;2005年
8 魏松;粗粒料浸水湿化变形特性试验及其数值模型研究[D];河海大学;2006年
9 田小甫;太原晋阳大佛边坡岩体风化分级及地震稳定性评价研究[D];中国地质大学(北京);2009年
10 董建华;地震作用下土钉支护边坡动力分析与抗震设计方法研究[D];兰州理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴兆营;土石坝地震稳定性分析及其应用[D];中国地震局工程力学研究所;2002年
2 陈新强;土石坝心墙结构对土石坝抗震的影响[D];中国地震局工程力学研究所;2009年
3 付成华;非均质土石坝稳定—非稳定渗流有限元分析[D];武汉大学;2004年
4 刘惹梅;黑河引水工程岩土介质的渗透特性及三维渗流有限元分析[D];西安理工大学;2005年
5 雷群华;考虑地基防渗墙弹塑性的土石坝三维有限元分析[D];河海大学;2006年
6 吴宏平;土石坝事故成因与测压管观测资料分析研究[D];浙江大学;2006年
7 张波;深覆盖层土石坝非线性动态特性分析[D];西安理工大学;2006年
8 申辉;深厚覆盖层土石坝的动力响应特征及稳定性研究[D];西安理工大学;2007年
9 林淀翔;土工膜心墙土石坝设计与施工中若干问题的研究[D];大连理工大学;2002年
10 鞠花;粘土心墙土石坝震后破坏的有效应力动力固结分析[D];西安理工大学;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026