基于設定地震反應譜的特高拱壩地震響應分析

武帥 李海濤 任堂 張秀崧

近年來，一大批高拱壩在我國西部高烈度地震區開工建設，其抗震安全問題需重點研究。2018年頒布并實施的GB 51247—2018《水工建筑物抗震設計標準》，以下簡稱“GB 2018規范”，要求對進行專門的場地地震安全性評價的抗震設防類別為甲類的工程，應采用設定地震場地相關反應譜，同時原水利部頒布的SL 203—1997《水工建筑物抗震設計規范》，以下簡稱“SL 1997規范”，還未被廢除。兩本抗震規范標準設計反應譜不同，衰減系數分別為0.9和0.6，GB 2018規范標準譜特征周期Tg需根據場地類別進行調整。設定地震以潛在震源區內的地震地質條件為基礎，與發震構造或主干斷層位置密切相關，同時還考慮發生概率最大的原則進行選取，為抗震計算提供反應譜和地震動時程輸入，場地相關反應譜不僅有概率的含義，而且能夠針對震級和震中距一定的具體地震給出工程場址處所產生設計地震動加速度。

本文以新疆某特高拱壩為例，基于設定地震場地相關反應譜和兩本規范標準設計反應譜，采用有限元動力時程分析方法對壩體應力及地震過程中橫縫張開度進行對比分析，為工程設計提供依據。

1 工程概況

某水利樞紐工程由攔河壩、發電引水系統及電站組成。攔河壩采用混凝土拋物線雙曲拱壩，最大壩高240.0 m，壩頂弧長790.5 m，最大中心角94.04°，壩頂寬14.0 m，拱冠梁底厚65.0 m，厚高比0.271。壩址區基本烈度為Ⅶ度，設防標準按相應于100年設計基準期超越概率2%的基巖水平峰值加速度確定，其值為0.357g。……