高土石坝地震响应特性振动台模型试验与数值模拟

• 作者: 余挺 刘彦辰 杨星 王晓东
• 来源期刊: 防灾减灾工程学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 高土石坝 振动台模型试验 地震响应 破坏模式 破坏机理
• 年，卷（期）: 2017,（3）
• 页码范围: 380-387,427
• 页数: 9页
• 分类号: P315.9
• 语种: 中文
• DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.2017.03.008

摘要

通过大型振动台模型试验,研究了不同幅值、不同频率和不同持时的地震动作用下高土石坝的地震响应特性,分析了高土石坝的地震破坏模式和破坏机理,并采用有限差分程序结合模型试验进行了动力数值模拟.研究结果表明:加速度响应沿坝高存在明显的顶部放大效应;坝坡加速度响应相对于同高程坝体内部呈现表层放大效应;当输入地震波的卓越频率与坝体自振频率接近时,坝体加速度响应更为强烈;坝体地震永久变形需要一定的时间累积,地震动持时对永久变形有较大影响.在振动台模型试验中,坝体破坏首先从坝顸部开始,破坏模式主要表现为坝顶部堆石松动、滚落、坍塌,甚至局部浅层滑动,其主要原因是加速度响应在坝顶部和坝坡表层存在放大效应,以及坝顶堆石围压低、抗剪强度低三个因素的叠加作用,因此,坝顶部是高土石坝抗震设计的关键部位,研究结果可为高土石坝的抗震设计提供参考.