一種提高重力壩抗震性能的方法

周星德,章 青,吳繼敏,劉謙敏,劉廣波,石星星

(1.河海大學(xué)力學(xué)與材料學(xué)院,江蘇 南京 210098;2.河海大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇 南京 210098)

我國大型水工建筑物大多建于地震烈度高的西部地區(qū),抗震設(shè)計要求高,所以需要對大壩進(jìn)行動力反應(yīng)和穩(wěn)定性分析[1-2]。對于重力壩,側(cè)重于深層抗滑穩(wěn)定性研究,但目前大多基于靜力分析[3-4],出現(xiàn)了界面元法、分項系數(shù)法、強(qiáng)度折減法等方法。壩體動力抗滑穩(wěn)定性研究側(cè)重于以下幾個方面:壩基地震液化時的穩(wěn)定性分析[5],動響應(yīng)分析及最小動穩(wěn)定性研究[6-8],壩體分段側(cè)滑穩(wěn)定性研究[9]。文獻(xiàn)[10]針對上閘首結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深層抗滑穩(wěn)定性分析并繪制了動力抗滑穩(wěn)定性時程曲線。但目前有關(guān)重力壩動力深層抗滑穩(wěn)定性的研究還是偏少。

提高壩體穩(wěn)定性的措施有:①將壩的迎水面做成斜面或折坡形坡面;②將壩基面開挖成傾向上游的斜面;③利用地形地質(zhì)特點,在壩踵或壩趾設(shè)置深入基巖的齒墻;④采用有效的防滲排水或抽水措施,降低揚(yáng)壓力;⑤利用預(yù)加應(yīng)力提高抗滑穩(wěn)定性。上述措施主要通過增加壩體強(qiáng)度或減小外部力來提高壩體的穩(wěn)定性。從結(jié)構(gòu)抗震角度來講,可通過附加阻尼裝置或作動器來提高結(jié)構(gòu)的抗震能力[11]。考慮到壩體屬于大型結(jié)構(gòu),可采用在壩底鋪設(shè)鉛加球墨鑄鐵的方式來降低壩體動力反應(yīng)。為此,筆者以某重力壩為研究對象,以實際地震波作為輸入,研究重力壩深層抗滑穩(wěn)定性。動力仿真結(jié)果表明在壩底鋪設(shè)鉛加球墨鑄鐵不僅可以降低壩體動力反應(yīng),而且提高了重力壩的深層抗滑穩(wěn)定性。……