淺談地基地震波動反應(yīng)分析方法

1、淺談地基地震波動反應(yīng)分析方法摘要：本文采用理論數(shù)值模型嚴(yán)格模擬可壓縮庫水與拱壩、地基間的動力相互作用，提出了地基系統(tǒng)地震波動反應(yīng)的時域顯式分析方法。針對位于Ⅸ度地震設(shè)防區(qū)、壩高292m的小灣高拱壩，用本文方法進(jìn)行了地震動力反應(yīng)分析，得到如下結(jié)論：考慮庫水可壓縮性將顯著降低對小灣拱壩抗震起關(guān)鍵控制作用的部位的動拉應(yīng)力。關(guān)鍵詞：可壓縮庫水；地震反應(yīng)；地震波中圖分類號:P315.3；文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A；文章編號：1研究現(xiàn)狀Clough基于有限元法

2、開發(fā)了最早的拱壩地震反應(yīng)分析程序――ADAP，其中將地基模擬為帶有固定邊界的無質(zhì)量彈性體，沒有考慮庫水的影響.在ADAP程序的基礎(chǔ)上，KuoGhanaat和Clough將庫水視為不可壓縮水體以附加質(zhì)量的方式考慮了庫水動水壓力的影響，開發(fā)了計算程序EADAP。Dominguez和Maeso在頻域內(nèi)建立了拱壩―庫水―地基系統(tǒng)動力相互作用分析的三維邊界元模型，嚴(yán)格考慮了壩體―庫水動力相互作用、壩體―地基動力相互作用、庫水―地基動力相互作用，比

3、較了嚴(yán)格的庫水―地基動力相互作用模型與Fok和Chopra庫底吸能邊界模型在簡諧輸入地震波作用下拱冠頂加速度的頻響函數(shù)，結(jié)果表明兩者間有顯著差異.Zhang、Jin和Pekau也提出了拱壩―地基動力相互作用分析的有限元―邊界元―無限元模型，這一工作的創(chuàng)新點(diǎn)主要在于對阻抗函數(shù)簡化地基交界面法向位移連續(xù)；(2)庫水與壩體、地基交界面切向剪力為零；(3)庫水與壩體、地基交界面法向力平衡。2.2人工邊界由于多次透射人工邊界對平行于人工邊界的波傳

4、播是無效的，因此，要求由其計算的波是向外射向人工邊界，一般通過總場減去自由場的方式可以獲得這種散射波場.但拱壩―庫水―地基系統(tǒng)中，難以確定庫水上游端自由場，也就不能確定要求的散射波場.多次透射人工邊界的修正公式的優(yōu)點(diǎn)是可以反映平行人工邊界的波傳播，若將總場分解為入射場和外行場后，垂直入射地震動作用時在庫水上游邊界無射向人工邊界的波場，此時在射向庫水上游邊界的外行波場中雖有平行于人工邊界傳播的波，但用廖振鵬和李小軍[15]提出的多次人工透

5、射邊界的修正公式可以實(shí)現(xiàn)完全模擬，因此，在這里采用多次透射人工邊界修正公式.2.3地震動輸入本文仍采用杜修力、陳厚群和侯順載[11]使用的波場分解方法，在人工邊界區(qū)將總場分解為入射波場和外行波場，用多次透射人工邊界的修正公式計算外行波場，這也使計算工作相對于自由場和散射場的分解方式要簡便得多.3考慮庫水可壓縮性的小灣拱壩地震反應(yīng)分析擬建中的小灣水電站，位于云南省鳳慶縣和南澗縣交界處，在瀾滄江與左岸支流黑惠江匯合口至以下3.85km的河段