研究土石土石坝地震动输入机制与变形规律

论文导读：较为系统深入的探讨，取得了如下具有革新的探讨成果：1.基于不规则河谷波动散射虚边界法，倡议了一个可考虑非均匀地震动输入的土石坝动力浅析策略。该策略将震源发出的地震波转变为一系列坝址场地的入射谐波，在此基础上首先采取虚边界法求解出土石坝建基面上的散射波位移场和入射波位移场进而由求和得到总位移场，然后再将该总位
摘要：土石坝抗震安全不足是已受到高度重视的难点和热点探讨课题之一。本论文在已有探讨成果的基础上，以震害调查、论述浅析、模型试验、数值计算和工程运用诸多方面入手，着重就非均匀地震动输入及其对土石坝震动响应与变形规律的影响不足开展了较为系统深入的探讨，取得了如下具有革新的探讨成果：1.基于不规则河谷波动散射虚边界法，倡议了一个可考虑非均匀地震动输入的土石坝动力浅析策略。该策略将震源发出的地震波转变为一系列坝址场地的入射谐波，在此基础上首先采取虚边界法求解出土石坝建基面上的散射波位移场和入射波位移场进而由求和得到总位移场，然后再将该总位移场在大坝建基面上输入到坝体内以而引起整个坝体震动变形甚至破坏。通过与现有剖析解的计算比较，浅析论证了上面陈述的策略的第一步骤中采取的虚边界法的有效性以及推导的诸多剖析公式的正确性。2.基于系列化的离心机振动台试验成果，揭示了面板坝与组合坝在地震波和正弦波荷载作用下的动力响应和变形规律，同时采取新动力浅析策略对试验成果进行计算比较，初步验证了该策略的第二步骤中通过建基面输入位移场的可行性。试验和数值浅析结果均表明：①面板坝和组合坝均有着显著的加速度放大效应和震后残余变形，且两者均随着坝高增加而增大；②同高度和尺寸的组合坝比面板坝的残余变形要小。③震后面板堆石坝面板顺坡向应力在中上部达到最大值，而组合坝面板顺坡向应力随着高程增加而增大。3．采取考虑非均匀地震动输入的动力浅析策略对紫坪铺高面板堆石坝的地震响应进行了数值模拟，并与均匀一致输入策略的数值计算结果进行了比较浅析。表明虚边界法获得的河谷边界不同点的地震响应时程有着显著的加速度峰值差和相位差，与采取均匀输入的情形相比，可能更符合实际地震波的传播规律。采取非均匀与均匀一致输入策略模拟浅析得到的坝体动力响应和震动变形的基本规律比较接近，但是前者在数值上偏小，实际大坝建基面边界上的非均匀响应会降低大坝的动力响应水平。关键词：土石坝论文地震动输入论文动力离心模型试验论文数值模拟论文变形规律论文
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Abstract4-10
第1章 绪论10-14

1.1 选题背景及作用10-12

1.2 本论文探讨内容12-14

第2章 土石坝抗震不足探讨综述14-29

2.1 土石坝地震灾害调查浅析14-16

2.

1.1 圣菲尔南多地震震害实例14

2.

1.2 唐山大地震震害实例14-15

2.

1.3 汶川大地震震害实例15-16

2.2 土石坝地震动输入机制探讨16-20

2.1 地震波传播特性与场地效应探讨16-17

2.2 地震动输入机制的主要探讨手段17-18

2.3 土石坝地震动输入的主要策略18-20

2.3 土石坝动力模型试验探讨20-24

2.3.1 普通振动台试验20-23

2.3.2 离心机振动台试验23-24

2.4 土石料动力特性及动力本构论述探讨24-26

2.4.1 等价粘弹性模型24-25

2.4.2 弹塑性模型25-26

2.5 土石坝动力响应的数值探讨26-28

2.5.1 剪切楔法26

2.5.2 有限元法26-27

2.5.3 其他策略27-28

2.6 本章小结28-29

第3章 考虑非均匀地震动输入的土石坝动力浅析策略29-91

3.1 不规则河谷虚边界法29-84

3.

1.1 二维河谷平面外散射虚边界法29-33

3.

1.2 二维河谷平面外散射虚边界法验证33-38

3.

1.3 二维平面内波散射的基本解38-40

3.

1.4 三维空间波散射虚边界法40-84

3.2 土石坝非均匀地震动输入的数值策略实现84-89
3.

2.1 非均匀地震动输入策略的原理84-87

3.

2.2 土石坝等价粘弹性浅析87-89

3.3 土石坝地震反应浅析计算流程89-90

3.4 本章小结90-91

第4章 面板堆石坝动力离心模型试验探讨与数值浅析91-130

4.1 试验设备与测量系统91-96

4.

1.1 离心机振动台系统91-93

4.

1.2 数据量测及采集设备93-95

4.

1.3 动力离心模型试验相似设计95-96

4.2 试验内容96-97

4.3 面板堆石坝典型试验结果浅析97-103

4.3.论文导读：.1材料基本参数1515.6.2计算网格151-1525.6.3加载模拟1525.6.4地震波条件下不同数值策略比较152-1585.6.5正弦波条件下不同数值策略比较158-1645.7本章小结164-166第6章紫坪铺面板坝非均匀输入地震反应浅析166-1846.1紫坪铺面板坝变形特点166-1676.2紫坪铺面板坝计算条件167-1706.

2.1计算模型与材料参数16

1 坝体地震加速度反应97-101
4.

3.2 地震引起的坝体变形101-102

4.

3.3 地震引起的面板应力变形102-103

4.

3.4 各案例加速度放大系数比较103

4.4 面板堆石坝动力试验影响因素规律浅析103-114

4.1 地震波峰值对面板坝动力响应的影响103-106

4.2 输入波形对面板坝动力响应的影响106-111

4.3 蓄水对面板坝动力响应的影响111-114

4.5 面板堆石坝动力离心模型试验的数值浅析114-128

4.5.1 材料基本参数114-115

4.5.2 计算网格115

4.5.3 加载模拟115-116

4.5.4 地震波条件下不同数值策略比较116-122

4.5.5 正弦波条件下不同数值策略比较122-128

4.6 本章小结128-130

第5章 组合坝动力离心模型试验探讨与数值浅析130-166

5.1 试验设备与测量系统130-131

5.

1.1 试验设备130

5.

1.2 组合坝试验量测设备130-131

5.2 组合坝试验内容131-133

5.3 组合坝典型动力试验结果浅析133-138

5.

3.1 坝体地震加速度反应133-135

5.

3.2 地震引起的坝体变形135-136

5.

3.3 地震引起的面板应力变形136-137

5.

3.4 各案例加速度放大系数比较137-138

5.4 组合坝动力试验影响因素规律浅析138-149
5.

4.1 地震波峰值对组合坝动力响应的影响138-140

5.

4.2 输入波形对组合坝动力响应的影响140-145

5.

4.3 蓄水对组合坝动力响应的影响145-148

5.

4.4 混凝土坝尺寸对组合坝动力响应的影响148-149

5.5 面板坝与组合坝的动力特性浅析比较149-151

5.6 组合坝动力离心模型试验的数值浅析151-164

5.6.1 材料基本参数151

5.6.2 计算网格151-152

5.6.3 加载模拟152

5.6.4 地震波条件下不同数值策略比较152-158

5.6.5 正弦波条件下不同数值策略比较158-164

5.7 本章小结164-166

第6章 紫坪铺面板坝非均匀输入地震反应浅析166-184

6.1 紫坪铺面板坝变形特点166-167

6.2 紫坪铺面板坝计算条件167-170

6.

2.1 计算模型与材料参数167-168

6.

2.2 计算网格168-169

6.

2.3 加载模拟169-170

6.3 紫坪铺面板坝地震输入特性浅析170-175

6.4 紫坪铺面板坝非均匀地震反应浅析175-180

6.5 非均匀输入与均匀一致输入策略的比较浅析180-182

6.6 本章小结182-184

第7章 结论与倡议184-186

7.1 结论184-185

7.2 进一步探讨倡议185-186

参考文献186-193
致谢193-195
个人简历、在学期间发表的学术论文与探讨成果195-196