水科院“300 m級特高壩抗震安全評價與控制關鍵技術”項目研究成果公布

據中國水利水電科學研究院“300 m級特高壩抗震安全評價與控制關鍵技術”項目研究成果如下：

（1）基礎理論方面：提出受拉損傷后拉壓轉換時受壓應力應變關系的雙折線模型，并推導了相應的應力-應變關系解析表達式，構建了更接近混凝土拉壓轉換時真實狀況的本構關系數值模型；通過揭示了筑壩堆石料（或粗粒土）靜力強度、模量、顆粒破碎以及動模量和阻尼比等關鍵力學指標的縮尺效應規律，提出了考慮縮尺效應的筑壩堆石料廣義塑性模型。

（2）技術研發方面：①研發了完全自主知識產權的萬核萬億次計算量級的超大規模并行有限元地震波強地面運動數值模擬系統；編制了我國首部《場址最大可信地震動評估導則-隨機有限斷層法》；提出了判別天然地震、構造型水庫地震和巖溶型水庫地震的量化指標，實現了對庫區地震類型判別從定性到定量的跨越；研制了國內首臺超大型三軸測試系統及其附屬設備，建立了縮尺效應研究試驗平臺，形成了超大三軸試驗規程；實現了全級配混凝土軸壓、軸拉、拉-壓交變循環的靜動態損傷全過程試驗，填補了全級配混凝土拉壓交變試驗的空白；建立了原子尺度水化硅酸鈣拉伸本構模型，揭示了水化硅酸鈣抗拉強度應變率效應形成機理，闡明了預靜載、往復循環加載和含水量對抗拉強度影響的機制；開發了具有損傷開裂、全過程加載等功能的十億級自由度全級配混凝土受力破壞全過程數值模擬。

②研發了具有完全自主知識產權的高拱壩多耦合系統抗震分析高性能大規模云計算軟件，首次實現了千萬自由度特高拱壩-地基多耦合系統動力損傷時程數值模擬，提出了防止高拱壩重大地震災變的“兩類五組指標”定量安全評價準則；完善了大壩-河谷/地基-庫水全體系相互作用的精細化動力分析方法，模擬了強震作用下特高土石壩損傷演化和漸進破壞全過程，給出了包括：震陷率、壩坡滑移量、止水最大變形量等可操作的特高土石壩不潰壩指標；創新了特高壩地震動力模型破壞試驗的模型設計、測試的新方法，通過大型雙向離心機振動臺和大型三向六自由度振動臺特高壩地震動力模型試驗，揭示了特高壩在復雜地震荷載作用下的動力破壞機理，驗證了大壩的極限抗震能力與數值模擬的可靠性、工程抗震措施的效果。

（3）集成應用方面：研究形成了特高壩易損性的計算方法，完善了特高壩抗震安全分析和風險評價體系；提出了互聯網+強震監測技術和方案，開發了一套互聯網+大壩強震動安全監測系統；建立了基于強震監測的高壩震害快速評價預警機制，建成了大壩地震安全監測預警系統；系統形成特高壩強震監測分析、震害風險評估、分級報警、應急搶險預案的大壩強震安全控制關鍵技術體系。