近断层地震动作用下高土石坝动力响应特性研究
发布时间：2022-02-22 06:39
越来越多的高土石坝正在西部地区建设或规划中,其中许多位于发震断裂带附近,可能会遭遇近断层地震动。近断层地震动是指发生在距断层20km以内的,包含长周期的速度脉冲和永久的地面位移,在地震的初始就产生较高的能量会引起结构严重的破坏,因此对大坝造成巨大威胁。目前,近断层地震动作用下高土石坝的动力响应特性研究很少,缺乏对其充分的认识,不利于大坝抗震安全评价和极限抗震能力分析。因此,本文针对近断层地震动作用下的高土石坝的动力响应和破坏机理进行分析,针对近断层特性,建议了修正的大坝加速度分布系数,建立了坝坡地震滑移预测模型。并且,通过大坝的动力弹塑性分析,阐明了近断层地震动作用下的大坝动力响应分析应考虑地震的不对称性。本文主要工作如下:（1）针对200m级的高面板堆石坝开展动力有限元计算,研究脉冲型与无脉冲型地震动对大坝地震响应的影响。结果表明,脉冲型地震动对大坝加速度有一定影响,但对最大位移和面板应力影响较大,会在较低的位置造成更大程度的面板损伤,对面板堆石坝的抗渗不利。（2）分别对不同高度的面板坝进行有限元动力分析,分析规范谱人工波与近断层地震动作用下大坝的加速度反应差异。提出了修正大坝的加速...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：169 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号表
1. 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 土石坝地震响应研究进展
1.2.1 动力计算方法研究进展
1.2.2 动力加速度分布的研究进展
1.3 近断层地震动作用下结构动力响应研究进展
1.3.1 地震动特性对结构的影响
1.3.2 动力稳定计算模型研究进展
1.3.3 存在的问题
1.4 本文主要工作
1.5 技术路线
2. 近断层脉冲型地震动作用下面板堆石坝的动力响应
2.1 引言
2.2 传统本构模型和计算方法
2.2.1 静力计算模型
2.2.2 等效黏弹性计算模型
2.2.3 等价线性计算方法
2.2.4 阻尼矩阵的确定
2.3 计算软件
2.4 地震动信息
2.5 计算模型
2.5.1 有限单元网格
2.5.2 地震动输入
2.6 计算结果
2.6.1 堆石体加速度
2.6.2 堆石体位移
2.6.3 面板应力
2.7 结论
3. 近断层区域面板堆石坝的加速度分布
3.1 引言
3.2 地震动信息
3.3 计算模型
3.4 计算结果
3.4.1 敏感性分析
3.4.2 加速度分布
3.5 加速度分布图示
3.6 结论
4. 近断层脉冲型地震动作用下的心墙坝稳定性分析
4.1 引言
4.2 边坡稳定方法
4.3 土体软化
4.4 地震动信息
4.5 计算模型
4.5.1 有限单元网格
4.5.2 粘弹性边界和地震动波动输入
4.6 计算结果分析
4.6.1 大坝加速度分布
4.6.2 大坝边坡滑移
4.7 结论
5. 近断层区域高面板堆石坝边坡滑移预测模型
5.1 引言
5.2 地震动信息
5.3 计算模型
5.4 大坝边坡位移预测模型
5.4.1 堆石体软化
5.4.2 位移预测模型的形式
5.4.3 预测模型(1)
5.4.4 预测模型(2)
5.5 结论
6. 近断层脉冲型地震动作用下高面板堆石坝的塑性破坏分析
6.1 引言
6.2 本构模型
6.2.1 堆石料广义塑性模型
6.2.2 面板混凝土损伤模型
6.2.3 接触面维广义塑性接触面模型
6.3 高面板堆石坝的塑性破坏分析
6.3.1 有限单元网格
6.3.2 材料参数
6.3.3 地震动信息
6.3.4 大坝加速度响应
6.3.5 堆石体变形
6.3.6 混凝土面板损伤
6.4 深厚覆盖层上高面板堆石坝地震动响应
6.4.1 地震动信息
6.4.2 计算模型
6.4.3 计算结果
6.5 近断层地震动作用下高面板堆石坝的不对称响应研究
6.5.1 地震动信息
6.5.2 坝体模型及坝料参数
6.5.3 高土坝坝顶位移对比分析
6.6 结论
7. 结论和展望
7.1 结论
7.2 创新点
7.3 展望
参考文献
读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]近断层脉冲地震作用下曲线梁桥振动台试验研究[J]. 苏鹏,陈彦江,闫维明. 东南大学学报(自然科学版). 2019(01)
[2]近场地震作用下钢筋混凝土框架加固前后抗震性能分析[J]. 朱燕清,陈鑫,孙勇,俞伟根,李家青,苏冠兴,徐庆阳. 建筑结构. 2018(24)
[3]近断层地震动作用下面板堆石坝的加速度分布系数[J]. 邹德高,韩慧超,孔宪京,余翔. 水利学报. 2018(10)
[4]考虑高阶振型影响选波方法对近断层地震动输入适用性研究[J]. 张锐,成虎,吴浩,王东升. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2018(03)
[5]芦山7.0级地震近断层地震动的方向性[J]. 谢俊举,李小军,温增平,周宝峰. 地球物理学报. 2018(04)
[6]PEER地震动数据库中含速度脉冲近场地震记录[J]. 刘铁林,孙宇城,张柔佳. 防灾减灾工程学报. 2018(02)
[7]大跨度斜拉桥近断层地震响应及减震效果分析[J]. 李永斌. 世界地震工程. 2017(02)
[8]考虑近断层地震运动特性的隔震结构抗震性能分析[J]. 杜永峰,白永利. 工程抗震与加固改造. 2017(02)
[9]近断层地震下层间隔震结构及其试验模型动力响应分析[J]. 韩淼,崔明珠,杜红凯,孙一林,罗楚雄. 建筑科学. 2017(03)
[10]近断层脉冲型地震动作用下面板堆石坝的动力响应[J]. 邹德高,韩慧超,孔宪京,周扬. 水利学报. 2017(01)
博士论文
[1]工程结构考虑地基—结构动力相互作用影响的地震响应分析[D]. 陶磊.西安理工大学 2017
[2]深厚覆盖层上土石坝静动力分析方法研究[D]. 余翔.大连理工大学 2017
[3]高面板堆石坝面板地震响应、破损机理及抗震对策研究[D]. 张宇.大连理工大学 2017
[4]汶川地震土石坝震害分析及三维弹塑性数值模拟[D]. 李永强.中国地震局工程力学研究所 2016
[5]高土石坝地震动输入与地震变形分析[D]. 赵梦蝶.郑州大学 2016
[6]汶川地震紫坪铺面板堆石坝震害分析及面板抗震对策研究[D]. 周扬.大连理工大学 2012
[7]面板堆石坝地震反应加速度分布规律研究[D]. 周晖.大连理工大学 2010
[8]高土石坝地震变形分析与抗震安全评价[D]. 李红军.大连理工大学 2008
[9]高土石坝动力稳定分析及加固措施研究[D]. 胡军.大连理工大学 2008
[10]高土石坝地震作用效应及坝坡抗震稳定分析研究[D]. 张锐.大连理工大学 2008
硕士论文
[1]高土石坝地震波动输入机制研究[D]. 周晨光.大连理工大学 2009
本文编号：3638905
【文章来源】：大连理工大学辽宁省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：169 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号表
1. 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 土石坝地震响应研究进展
1.2.1 动力计算方法研究进展
1.2.2 动力加速度分布的研究进展
1.3 近断层地震动作用下结构动力响应研究进展
1.3.1 地震动特性对结构的影响
1.3.2 动力稳定计算模型研究进展
1.3.3 存在的问题
1.4 本文主要工作
1.5 技术路线
2. 近断层脉冲型地震动作用下面板堆石坝的动力响应
2.1 引言
2.2 传统本构模型和计算方法
2.2.1 静力计算模型
2.2.2 等效黏弹性计算模型
2.2.3 等价线性计算方法
2.2.4 阻尼矩阵的确定
2.3 计算软件
2.4 地震动信息
2.5 计算模型
2.5.1 有限单元网格
2.5.2 地震动输入
2.6 计算结果
2.6.1 堆石体加速度
2.6.2 堆石体位移
2.6.3 面板应力
2.7 结论
3. 近断层区域面板堆石坝的加速度分布
3.1 引言
3.2 地震动信息
3.3 计算模型
3.4 计算结果
3.4.1 敏感性分析
3.4.2 加速度分布
3.5 加速度分布图示
3.6 结论
4. 近断层脉冲型地震动作用下的心墙坝稳定性分析
4.1 引言
4.2 边坡稳定方法
4.3 土体软化
4.4 地震动信息
4.5 计算模型
4.5.1 有限单元网格
4.5.2 粘弹性边界和地震动波动输入
4.6 计算结果分析
4.6.1 大坝加速度分布
4.6.2 大坝边坡滑移
4.7 结论
5. 近断层区域高面板堆石坝边坡滑移预测模型
5.1 引言
5.2 地震动信息
5.3 计算模型
5.4 大坝边坡位移预测模型
5.4.1 堆石体软化
5.4.2 位移预测模型的形式
5.4.3 预测模型(1)
5.4.4 预测模型(2)
5.5 结论
6. 近断层脉冲型地震动作用下高面板堆石坝的塑性破坏分析
6.1 引言
6.2 本构模型
6.2.1 堆石料广义塑性模型
6.2.2 面板混凝土损伤模型
6.2.3 接触面维广义塑性接触面模型
6.3 高面板堆石坝的塑性破坏分析
6.3.1 有限单元网格
6.3.2 材料参数
6.3.3 地震动信息
6.3.4 大坝加速度响应
6.3.5 堆石体变形
6.3.6 混凝土面板损伤
6.4 深厚覆盖层上高面板堆石坝地震动响应
6.4.1 地震动信息
6.4.2 计算模型
6.4.3 计算结果
6.5 近断层地震动作用下高面板堆石坝的不对称响应研究
6.5.1 地震动信息
6.5.2 坝体模型及坝料参数
6.5.3 高土坝坝顶位移对比分析
6.6 结论
7. 结论和展望
7.1 结论
7.2 创新点
7.3 展望
参考文献
读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]近断层脉冲地震作用下曲线梁桥振动台试验研究[J]. 苏鹏,陈彦江,闫维明. 东南大学学报(自然科学版). 2019(01)
[2]近场地震作用下钢筋混凝土框架加固前后抗震性能分析[J]. 朱燕清,陈鑫,孙勇,俞伟根,李家青,苏冠兴,徐庆阳. 建筑结构. 2018(24)
[3]近断层地震动作用下面板堆石坝的加速度分布系数[J]. 邹德高,韩慧超,孔宪京,余翔. 水利学报. 2018(10)
[4]考虑高阶振型影响选波方法对近断层地震动输入适用性研究[J]. 张锐,成虎,吴浩,王东升. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2018(03)
[5]芦山7.0级地震近断层地震动的方向性[J]. 谢俊举,李小军,温增平,周宝峰. 地球物理学报. 2018(04)
[6]PEER地震动数据库中含速度脉冲近场地震记录[J]. 刘铁林,孙宇城,张柔佳. 防灾减灾工程学报. 2018(02)
[7]大跨度斜拉桥近断层地震响应及减震效果分析[J]. 李永斌. 世界地震工程. 2017(02)
[8]考虑近断层地震运动特性的隔震结构抗震性能分析[J]. 杜永峰,白永利. 工程抗震与加固改造. 2017(02)
[9]近断层地震下层间隔震结构及其试验模型动力响应分析[J]. 韩淼,崔明珠,杜红凯,孙一林,罗楚雄. 建筑科学. 2017(03)
[10]近断层脉冲型地震动作用下面板堆石坝的动力响应[J]. 邹德高,韩慧超,孔宪京,周扬. 水利学报. 2017(01)
博士论文
[1]工程结构考虑地基—结构动力相互作用影响的地震响应分析[D]. 陶磊.西安理工大学 2017
[2]深厚覆盖层上土石坝静动力分析方法研究[D]. 余翔.大连理工大学 2017
[3]高面板堆石坝面板地震响应、破损机理及抗震对策研究[D]. 张宇.大连理工大学 2017
[4]汶川地震土石坝震害分析及三维弹塑性数值模拟[D]. 李永强.中国地震局工程力学研究所 2016
[5]高土石坝地震动输入与地震变形分析[D]. 赵梦蝶.郑州大学 2016
[6]汶川地震紫坪铺面板堆石坝震害分析及面板抗震对策研究[D]. 周扬.大连理工大学 2012
[7]面板堆石坝地震反应加速度分布规律研究[D]. 周晖.大连理工大学 2010
[8]高土石坝地震变形分析与抗震安全评价[D]. 李红军.大连理工大学 2008
[9]高土石坝动力稳定分析及加固措施研究[D]. 胡军.大连理工大学 2008
[10]高土石坝地震作用效应及坝坡抗震稳定分析研究[D]. 张锐.大连理工大学 2008
硕士论文
[1]高土石坝地震波动输入机制研究[D]. 周晨光.大连理工大学 2009
本文编号：3638905
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