亭子口重力坝表孔坝段地震动力响应分析

岩土工程中的地震响应分析地震响应分析是岩土工程中的重要内容，它通过研究地震对土体、建筑物和工程设施的影响，为工程设计和施工提供科学依据。

本文将简要介绍地震响应分析的相关内容。

一、地震的基本概念地震是地球表面由于地壳内部震动引起的地球物理现象。

地震的产生是由于板块运动导致地壳断裂释放能量，造成地震波传播。

地震波包括主要的P波、S波和次要的L波等。

二、土体的地震响应地震波传播到土体中时会引起土体产生振动，即地震响应。

土体的地震响应与土体的重要力学参数有关，如密度、孔隙比、剪切模量等。

地震波传播到土体中会引起土体中颗粒间的相对位移和应力变化，从而影响土体的稳定性和力学性质。

三、建筑物的地震响应地震波传播到建筑物上时，会引起建筑物产生振动。

建筑物的地震响应与建筑物的结构体系、材料强度、地基条件等相关。

地震对建筑物的影响主要表现为应力和变形的增加，可能导致建筑物的倾斜、破坏甚至倒塌。

四、工程设施的地震响应除了土体和建筑物，其他工程设施（如桥梁、堤坝、管道等）在地震中也会受到地震波的影响，产生地震响应。

工程设施的地震响应与其结构形式、材料抗震性能等相关。

地震对工程设施的影响可能导致设施的破坏、功能失效等问题。

五、地震响应分析方法为了准确评估地震对土体、建筑物和工程设施的影响，需要进行地震响应分析。

地震响应分析方法主要包括静力分析法和动力分析法。

静力分析法主要是基于静力平衡原理，根据静力作用确定工程结构体系的应力和变形。

动力分析法则考虑地震波的动力特性，通过求解结构的动力方程，得到结构的地震响应。

六、地震响应分析的应用地震响应分析在岩土工程设计中具有重要作用。

通过分析地震响应，可以评估土体、建筑物和工程设施对地震的抗震能力。

在工程设计中，可以采取相应的抗震措施，提高工程的地震安全性。

七、地震响应分析的挑战与展望地震响应分析仍然面临一些挑战，例如地震波的特性、土体非线性行为、结构动力特性等问题。

未来，随着科技的不断进步，地震响应分析方法将更加精确和可靠，为工程设计和施工提供更好的支持。

第45卷第1期2019年1月水力发电地震作用下混凝土重力坝极限抗震能力分析王旭东张立翔朱兴文2(1.昆明理工大学建筑工程学院工程力学系，云南昆明650500；2.大理大学数学与计算机学院，云南大理671003)摘要：采用ABAQUS中的混凝土塑性损伤模型来模拟某重力坝的地震响应特性，分析不同强度地震卜•坝体损伤破坏区。

以印度的Koyna混凝土重力坝为例，采用混凝土塑性损伤模型模拟了大坝动力损伤破坏过程，数值模拟结果与文献中模型试验结果基本相同，验证了数值模型的正确性，根据损伤破坏效应能够判定Koyna重力坝的极限抗震能力为0.4g〜0.45g。

对云南省某混凝土重力坝的极限抗震能力进行了探讨，根据重力坝的损伤破坏效应可以初步认定该混凝土重力坝的极限抗震能力在0-4g~0.45g o关键词：混凝土重力坝；地震；塑性损伤模型；极限抗震能力Analysis on Ultimate Seismic Capacity of Gravity Dam under Earthquake EffectWANG Xudong1,ZHANG Lixiang',ZHU Xingwen2(1.Faculty of Civil and Architectural Engineering,Kunming University of Science and Technology,Kunming650500,Yunnan.China; 2.School of Mathematics and Computer,Dali University,Dali671003,Yunnan,China) Abstract：The concrete plastic damage model in ABAQUS is used to simulate the response characteristics of a concrete gravity dam under earthquake.The dam damage and destruction zone under different strong earthquake is analyzed.Taking Koyna concrete gravity dam in India as an example,the plastic damage model of concrete is used to simulate the process of dam damage and failure.The numerical simulation results are basically the same as the model test results in the literature,which verified the correctness of numerical model.According to damage effect,it can be judged that the ultimate seismic capacity of Koyna gravity dam is0.4g-0.45g.The ultimate seismic capacity of a concrete gravity darn in Yunnan Province is also discussed,and according to the damaging effect of gravity dam,it can be initially determined that the ultimate seismic capacity of this dam is0.4g-0.45g.Key Words：concrete gravity dam;earthquake;plastic damage model;ultimate seismic capacity中图分类号：TV312文献标识码：A文章编号：0559-9342(2019)01-0023-052008年汶川发生了里氏&0级特大地震，地震烈度XI度，地震对震区内的水电工程造成了极大的影响。

地震动峰值速度与峰值加速度对重力坝动力响应影响胡良明;朱军福;孙奔博【摘要】基于有限元结合应力型黏弹性人工边界的方法,建立了丰满水电站重建工程挡水坝段有限元数值模型,分析了地震动0°输入时不同峰值速度和峰值加速度对重力坝地震反应的影响.结果表明,地震动峰值速度对坝体参考点位移、应力的影响程度明显大于地震动峰值加速度;随着地震动峰值速度的增加,坝体各参考点顺河向位移和竖直向位移都呈现出逐渐增加的趋势;第一主应力和第三主应力分别在坝踵和坝趾处影响程度大.【期刊名称】《水力发电》【年(卷),期】2019(045)007【总页数】6页(P66-71)【关键词】峰值速度;峰值加速度;重力坝;位移;应力;动力响应;丰满水电站重建工程【作者】胡良明;朱军福;孙奔博【作者单位】郑州大学水利与环境学院,河南郑州450001;郑州大学水利与环境学院,河南郑州450001;天津大学建筑工程学院,天津300072【正文语种】中文【中图分类】TV3140 引言地震能够直接对水工结构造成损坏，进而对人民生命财产及国家经济造成难以计量的损失。

长期以来，众多专家学者在地震动峰值加速度对水工结构的影响研究较多，关于峰值速度对混凝土重力坝动力响应的研究较少。

陈健云等[1，2]研究了地震峰值加速度与高拱坝坝体位移、损伤之间的关系，研究结果表明随着地震动强度增加，高拱坝坝体损伤逐渐局部化，由坝体表面向坝体内部发展；孔宪京等[3]以地震峰值加速度PGA为地震动参数研究高面板堆石坝，结果表明高面板堆石坝在地震峰值加速度为0.2 g和0.3 g时会发生一定概率的轻度破坏，较大地震0.6 g时坝体完全破坏；任晓丹[4]模拟了混凝土高坝地震灾变，得到混凝土高坝除了开裂和损伤外有可能发生倒塌灾害；在以上研究基础上，本文结合大有限元软件ANSYS，建立了丰满水电站重力坝挡水坝段的有限元模型，通过此模型模拟0°入射时不同地震动峰值速度对重力坝坝体的地震反应的影响，得到了一些有工程意义的结论，对其他同类型工程设计及安全运行具有参考价值。

桥梁设计中的地震响应分析与减震控制桥梁是人类社会固有的重要交通设施之一，自古以来就有着跨越河流、峡谷等特殊地理环境的需要。

然而，地震是一个不可预知、不可避免的自然灾害，其对桥梁的破坏是不可估量的。

因此，在桥梁的设计、建设和维护中，地震响应分析和减震控制显得尤为重要。

一、桥梁地震响应分析桥梁在地震中的响应主要表现为结构的变形、应力的分布、动态特性的变化等。

因此，为了准确评估桥梁在地震中的破坏情况，需要进行地震响应分析。

地震响应分析主要包括静力分析和动力分析两种方法。

静力分析是建立在弹性理论基础上的方法，它假设桥梁在地震作用下的响应具有线性的特性，且桥梁结构的变形是可逆的。

这种方法可以快速计算出桥梁在地震中的内力、位移等参数，然而它无法刻画桥梁在非线性时的响应情况。

动力分析则是基于桥梁结构的实际响应情况进行的，它可以准确评估桥梁在地震中的响应，包括结构的变形、应力的分布、动态特性的变化等。

目前常用的动力分析方法主要包括时程分析、反应谱分析等。

时程分析可以模拟不同地震强度下桥梁的响应情况，而反应谱分析则可以在给定地震作用下，计算出桥梁的动态特性并评估其响应情况。

二、桥梁减震控制技术为了减小桥梁在地震中受到的破坏，需要采用有效的减震控制技术。

目前常用的桥梁减震控制技术主要有被动控制和主动控制两种。

被动控制是指在桥梁结构中预制加装减震装置，利用减震器等器件来吸收地震能量并减小桥梁结构的振动响应。

被动控制技术具有结构简单、成本低等优点，但是其减震效果受到地震作用的影响较大，而且其减震器等器件在使用过程中容易发生疲劳或损坏。

主动控制是指利用主动控制装置来控制桥梁结构的振动响应，在地震发生后能够快速响应并调整结构的动态特性。

主动控制技术具有减震效果好、控制精度高等优点，但是其设计成本较高，控制系统也较为复杂，运行维护和管理难度较大。

此外，还有一种较为常用的混合控制技术，即被动控制与主动控制相结合的混合减震控制。

混凝土重力坝及坝后式厂房整体静动力分析的开题报告一、选题背景及研究意义重力坝是一种常见的大型水利工程，其由混凝土等材料构筑而成，具有抗洪、筑坝等重要作用。

同时，随着工业化的不断推进，坝后式厂房也逐渐成为企业建设中的必要组成部分。

为了确保重力坝及坝后式厂房的安全稳定，对其静动力分析进行研究是十分必要的。

二、研究目的本课题旨在通过开展混凝土重力坝及坝后式厂房整体静动力分析，研究其在各种荷载情况下的响应变化情况，为工程实践提供技术支持和理论依据。

三、研究内容1. 深入研究重力坝结构形式及坝后式厂房布置方式，了解其结构特点和荷载情况等。

2. 建立混凝土重力坝及坝后式厂房的模型，在ANSYS等软件中进行模拟分析，考虑各种荷载情况下的响应变化规律。

3. 进行动态分析，分析地震、风荷载对结构的影响，并探究结构在各种荷载情况下的动态响应特点和变化规律。

4. 探究混凝土重力坝及坝后式厂房的损伤及破坏机理，提高其安全稳定性。

四、研究方法及步骤1. 文献调研，收集各种相关资料，并分析其结构形式、荷载情况和应用范围等。

2. 建立混凝土重力坝及坝后式厂房的有限元模型，并在ANSYS等软件中进行数值模拟分析，考虑各种荷载情况下的响应变化规律。

3. 进行动态分析，根据地震、风荷载等对结构的影响进行模拟，探究结构在各种荷载情况下的动态响应特点和变化规律。

4. 进行损伤及破坏机理分析，建立相应的理论模型，探究结构损伤及破坏机理，提高其安全稳定性。

五、预期成果通过深入研究混凝土重力坝及坝后式厂房整体静动力分析，预计可以得到以下几点成果：1. 探究混凝土重力坝及坝后式厂房的结构形式和荷载情况等，为相关行业发展提供参考依据。

2. 建立混凝土重力坝及坝后式厂房的有限元模型，为后续的数值模拟分析提供理论基础。

3. 分析结构在各种荷载情况下的响应变化规律和动态响应特点，为工程实践提供技术支持和理论依据。

4. 探究结构的损伤及破坏机理，提高其安全稳定性，为相关工程提供可靠的保证。

第3节重力坝的稳定分析重力坝是一种常见的水利工程结构，广泛应用于水电站、灌溉渠道和排水系统等领域。

稳定性是设计和构建重力坝时必须考虑的重要因素之一。

本文将介绍重力坝的稳定性分析方法，以帮助读者更好地理解和应用在实际工程中。

一、稳定性分析的基本原理重力坝的稳定性分析是指通过力学的方法来评估坝体在受到水流、地震和土体压力等外力作用下的稳定性。

其基本原理是根据力的平衡和破坏准则对坝体进行分析。

稳定性分析的结果直接关系到坝体是否能够保持安全稳定，因此是设计中至关重要的环节。

稳定性分析通常包括静力分析和动力分析两个方面。

静力分析主要考虑坝体受到静水压力的作用，以及坝体自重和地震力等因素。

动力分析则关注坝体在地震和水流等动力荷载作用下的响应和变形。

二、静力分析方法1. 基本假设静力分析方法的基本假设是坝体在静水压力下处于静力平衡状态。

在分析中，可以假设坝体为刚体，计算坝顶的受力和坝底的抗力，以确定坝体的稳定性。

2. 受力计算在静力分析中，需要计算坝体所受的静水压力。

静水压力由上游水体的水位、坝体几何形状和水的密度决定。

通过计算坝顶的受力和坝底的抗力，可以确定坝体的受力情况。

3. 稳定性评估稳定性评估主要考虑坝体所受力矩和抗力矩之间的平衡关系。

如果受力矩大于抗力矩，坝体就会发生倾覆或滑移等破坏形式。

因此，需要通过计算力矩的大小来评估坝体的稳定性。

三、动力分析方法1. 地震力分析地震是重力坝的重要设计参数之一，也是动力分析的关键内容之一。

地震力分析需要考虑地震的频率和幅值，以及坝体的响应特性。

通过建立地震波模型和采用动力计算方法，可以得到坝体在地震作用下的响应和变形情况。

2. 水动力分析水动力分析主要考虑坝体在水流作用下的稳定性。

水流作用会对坝体施加水平力和垂直力，产生坝体的变形和振动。

通过建立水动力模型和采用数值计算方法，可以预测坝体的响应和变形情况，进而评估坝体的稳定性。

四、稳定性分析的实际应用稳定性分析方法在实际工程中有广泛应用。

收稿日期：2019-07-31基金项目：国家自然科学基金项目（51879185）；国家优秀青年科学基金项目（51622904）；天津市杰出青年科学基金项目（17JCJQJC44000）作者简介：李明超（1979-），教授，博士生导师，主要从事水利工程仿真与优化分析研究。

E-mail ：LMC@水利学报SHUILI XUEBAO 2019年11月第50卷第11期文章编号：0559-9350（2019）11-1326-14地震波斜入射下混凝土重力坝的塑性损伤响应分析李明超1，张佳文1，张梦溪1，闵巧玲2，史博文1（1.水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津大学，天津300350；2.华电重工股份有限公司，北京100070）摘要：我国西南强震区建设有大量混凝土坝，复杂地形条件下地震波入射角度对混凝土坝动力响应影响较大，然而，目前相关研究以线弹性模型为主，在合理考虑坝体的真实破坏状态方面存在局限性。

本文以Koyna 混凝土重力坝为研究对象，建立三维非线性有限元分析模型，采用了基于黏弹性边界的地震波动输入方法，结合塑性损伤模型分别分析了地震P 波和SV 波斜入射下坝体的动力响应，并提出地震破坏评价模型对震后坝体损伤进行评估。

研究表明，地震波入射角度及波型对坝体动力响应影响较大，P 波入射下位移应力和损伤在60°时达到最大，SV 波入射下在0°时达到最大，证明了考虑地震波入射角的必要性；采用塑性损伤本构结合损伤评价指标合理地反映了坝体破坏程度，并针对薄弱地区提出抗震设计改进。

因此，在同类型工程的安全评价中应该综合考虑地震波斜入射和筑坝材料的非线性特征。

关键词：混凝土重力坝；地震波斜入射；塑性损伤模型；地震破坏评价模型；黏弹性人工边界中图分类号：TV642.3文献标识码：A doi ：10.13243/ki.slxb.201905381研究背景我国西南部强震区拥有全国约80%的水能资源，随着近年来西南地区不断修建200米级、300米级的高坝，对高坝大库的抗震安全评价提出了严峻的挑战［1-2］。

地震波斜入射下混凝土重力坝的塑性损伤响应分析李明超; 张佳文; 张梦溪; 闵巧玲; 史博文【期刊名称】《《水利学报》》【年(卷),期】2019(050)011【总页数】14页(P1326-1338,1349)【关键词】混凝土重力坝; 地震波斜入射; 塑性损伤模型; 地震破坏评价模型; 黏弹性人工边界【作者】李明超; 张佳文; 张梦溪; 闵巧玲; 史博文【作者单位】水利工程仿真与安全国家重点实验室天津大学天津300350; 华电重工股份有限公司北京 100070【正文语种】中文【中图分类】TV642.31 研究背景我国西南部强震区拥有全国约80%的水能资源，随着近年来西南地区不断修建200米级、300米级的高坝，对高坝大库的抗震安全评价提出了严峻的挑战[1-2]。

以往大坝安全性评价在地震输入机制方面考虑略有不足[3]，高坝坝趾地震动参数确定方法复杂[4]。

用有限元法模拟结构地震响应时，多将坝体-地基体系作为封闭系统，并采用一致性激励方法输入地震，未考虑到行波效应和地基能量辐射。

为此，Deeks等[5]推导了二维时域人工边界来模拟无限地基辐射阻尼；王进廷等[6]验证了考虑地基辐射阻尼对坝体非线性地震反应的必要性；刘晶波等[7-8]结合球面波动理论推导了三维黏弹性人工边界，并将波动问题转换为等效荷载的输入。

波动输入方法较封闭系统改进较大，但由于地震波经过地壳中复杂介质时要进行多次折射、反射，很难确定入射方向，目前多假定为垂直向上的平面体波进行输入，这对于远场波动是合理的，但震源距场地较近时地震波通常是倾斜入射的[9]，地震动呈现出更为复杂的空间变化特性。

随着大型结构和建坝地区地形的复杂性，单一方向的垂直入射无法真实反映地震输入状态，且地面运动的非一致变化对大型结构的影响难以预测。

廖河山等[10]利用特征线法分析了地震SH波斜入射时层状半空间的动力响应，结果表明入射角度对地表加速度放大倍数有显著影响。

Heymsfield等[11]利用边界积分方程法求解，指出倾斜基岩在SH波斜入射角度为60°时位移幅值最大。

钢筋混凝土房屋结构的地震动力响应分析地震是一种自然灾害，对于建筑结构的安全性有着非常重要的影响。

钢筋混凝土房屋结构是目前广泛应用的一种建筑结构形式，而它的地震动力响应分析是确保建筑物在地震中具备足够抗震能力的关键。

地震动力学研究的基本原理是结构在地震作用下的动力行为分析，通过分析结构在地震波作用下的振动响应，可以评估结构的动强度和位移响应等参数。

接下来，本文将从地震力的作用、结构模型建立、地震动力分析方法及结果评估等方面，对钢筋混凝土房屋结构的地震动力响应分析展开阐述。

首先，地震力的作用是钢筋混凝土房屋结构地震动力响应分析的基础。

地震力的作用是由地震波引起的，地震波是地壳中蔓延的弹性波，具有特定的频率、振幅和波形。

当地震波传播至建筑结构时，会引起结构的地震振动，从而产生地震力的作用。

钢筋混凝土房屋结构必须能够承受来自地震波产生的地震力，因此需要进行地震动力响应分析来评估结构的抗震能力。

其次，建立合适的结构模型是进行地震动力响应分析的重要步骤。

在分析钢筋混凝土房屋结构的地震响应时，可以采用离散模型或连续模型进行建模。

离散模型将结构抽象为由节点和杆件构成的刚柔组合体系，而连续模型则将结构视为连续弹性体进行分析。

根据具体情况的不同，可以选用合适的模型进行建立。

第三，地震动力分析方法的选择对于准确评估钢筋混凝土房屋结构的抗震能力至关重要。

常用的地震动力分析方法包括静力分析、模态分析和时程分析。

静力分析是一种简化方法，仅考虑静力作用下的结构响应；模态分析则考虑结构的振动模态，获取结构固有频率和模态形态等信息；时程分析是最为精确的一种方法，可模拟地震波传播过程及时变载荷作用下的结构响应。

最后，评估分析结果是地震动力响应分析的关键环节。

基于分析结果，可以得到结构的位移、加速度、应力等参数，并与设计要求进行对比。

如果结构响应超过承载能力或设计要求，可能需要进行结构加固或调整。

同时，还可以通过分析结果评估结构的破坏形态和破坏程度，为结构的设计、施工和维护提供参考依据。