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    188宝金博页面版: 高面板坝三维真非线性地震反应分析方法及模型试验验证

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    内容提示： 水 利 学 报 2003 年 09 月 SHUILI XUEBAO 第 9 期 文章编号： 0559-9350 (2003) 09-0012-07 高 面板坝 三维真非线性地震 反 应 分 析方法及 模型试验验证 赵剑明， 汪闻韶， 常亚屏， 陈宁 ( 中国水利水电科学研究院 岩土工程研究所， 北京 1 00044) 摘要： 基于所建立的土石料三维黏弹塑性动力本构模型， 并采用新型三维各向异性有厚度薄单元来模拟面板和堆石的接触面特性， 结合考虑孔隙水压力的消散和扩散的有效应力分析方法， 开发了 高面板堆石坝地震反应分析的三维真非线性有效应力...

    文档格式：PDF | 页数：9 | 浏览次数：9 | 上传日期：2014-03-02 14:18:06 | 文档星级：
    水 利 学 报 2003 年 09 月 SHUILI XUEBAO 第 9 期 文章编号： 0559-9350 (2003) 09-0012-07 高 面板坝 三维真非线性地震 反 应 分 析方法及 模型试验验证 赵剑明， 汪闻韶， 常亚屏， 陈宁 ( 中国水利水电科学研究院 岩土工程研究所， 北京 1 00044) 摘要： 基于所建立的土石料三维黏弹塑性动力本构模型， 并采用新型三维各向异性有厚度薄单元来模拟面板和堆石的接触面特性， 结合考虑孔隙水压力的消散和扩散的有效应力分析方法， 开发了 高面板堆石坝地震反应分析的三维真非线性有效应力分析方法。 通过典型坝例分析， 比较了真非线性分析与等效线性分析结果的差异， 表明真非线性方法较真实地反应了 结构的地震反应， 而且能够直接计算出坝体的残余变形， 在理论上更为合理。 采用模型坝土石料低应力状态下实测的静力和动力特性参数， 对三维模型坝进行了 地震反应分析， 并与相应的大型振动台模型试验结果进行了对比分析， 两者结果相当一致， 验证了研究所提出的计算方法的可靠性。 关键词： 高面板堆石坝； 动力本构模型； 地震反应； 真非线性； 模型试验 中图分类号： TU435 文献标识码： A 混凝土面板堆石坝以其安全性、 经济性、 适应性等优点受到国内外坝工界的普遍重视。 目前相当多的面板堆石坝位于强震区， 使面板堆石坝抗震问题研究的重要性和迫切性越来越突出。 面板堆石坝地震反应的二维分析已有了较多的计算方法和相应程序， 但由于面板堆石坝多修建在狭谷之中， 具有明显的三维效应， 仅做二维分析是不够的， 因此面板堆石坝地震反应的三维动力分析成为必要。 随着计算技术和计算机的快速发展， 也使得三维分析成为可能， 所以近期面板堆石坝的三维动力分析引起了国内外学者的重视。 地震反应分析方法从基于的本构模型来分可分为两大类， 一类是基于等价黏弹性模型的等效线性分析方法， 另一类是基于( 黏) 弹塑性模型的真非线性分析方法。 等价黏弹性模型概念明确， 使用方便， 在参数的确定和应用方面积累了较丰富的试验资料和工程经验， 目前应用较多。 然而， 等价黏弹性模型的缺陷是明显的： 等价黏弹性模型在加荷与卸荷时模量相同， 因而不能直接计算土体在周期荷载连续作用下发生的残余变形， 不能考虑应力路径的影响， 不能考虑土的各向异性， 较大应变时等价黏弹性模型采用的割线模量与真非线性的切线模量相差较大， 偏于不安全。 由此可见， 基于等价黏弹性模型的等效线性分析方法得到的地震反应并不是土体真实的地震反应， 若想得到土体接近真实的地震反就应， 宜采用基于( 黏) 弹塑性模型的真非线性分析方法。 1 高面板堆石坝三维真非线性地震反应分析方法 1 . 1 土石料的三维真非线性动力 本构模型 “八五” 期间， 汪闻韶院士和李万红［1 ］ 建立了一个二维的适用于土石坝的黏弹塑性动力本构模型， 初步应用于工程分析， 取得了一些较好的结果。 本研究根据面板坝的特点， 结合试验资料， 对该模型进行推广和完善， 将二维的应力- 应变条件推广到三维问题， 建立了适用于面板坝的三维黏弹塑性动力本构模型， 并开发了相应三维真非线性分析方法。 收稿日期： 2003- 01 - 03 基金项目： “九五” 国家科技攻关项目( 96- 221 - 02- 03- 02) ； 国家电力青年基金项目( 97Q02 和 SPQKJ 06) 资助 作者简介： 赵剑明( 1 970- ) ， 男， 山东肥城人； 高级工程师， 博士， 主要从事岩土及土工抗震研究。 12

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