復雜地形條件下高面板堆石壩動力反應分析

楊 杰 ，李國英 ，沈 婷

（1.南京水利科學研究院，南京 210029；2.河海大學 土木與交通學院，南京 210028；3.南京水利科學研究院 水利部土石壩破壞機理與防控技術重點實驗室，南京 210029）

1 引 言

地震是影響水電站安全的重要因素之一，如2008年汶川地震對紫坪鋪水電站的影響[1]，震后面板堆石壩出現了約100 cm的沉降和60 cm的水平位移，雖沒有造成潰壩，但也嚴重危害了大壩的安全運行。受地中海-喜馬拉雅地震帶的影響，我國西部大部分地區屬于地震頻發區，但根據地形條件和水資源的分布，大型水電站又主要建在這些地區，因此，分析水電站攔河大壩的動力反應很有必要。隨著振動碾壓技術的發展，堆石壩成為大型水電站的主要壩型之一，最大壩高已超過200 m，進入300 m級。壩高的增加，更加劇了地震對其的影響，所以研究高堆石壩的地震動力反應非常有意義。

學者對堆石壩的動力特性研究，目前主要集中在動力本構模型方面[2-7]和壩體、壩料方面[8-10]，也有個別學者[11-12]對覆蓋層的動力影響進行了研究，但針對復雜地形條件的影響未做過深入的研究。本文以西北某擬建水電站為例，借助有限元方法，開展復雜地形條件下高面板堆石壩動力反應分析。

西北某擬建水電站設計壩高為256 m，壩址河谷左岸地形坡高陡峻，右岸在高程1 610～1 660 m，發育長約480 m，深約60 m，寬約260 m 的古河床階地，相對于左岸邊坡較緩。古河床上部滑坡堆積塊碎石層厚度一般為15～50 m，最大厚度在65 m左右，下部弱膠結砂卵礫石層厚5～10 m，河谷地形條件復雜，面板呈不規則的“W”型，整個壩體與面板如圖1 所示。……