紫坪铺面板堆石坝震害分析 与数值模拟 孔宪京邹德高著 科学出版社 北京 前言 地震是自然界中机理最复杂、作用最强烈的外荷载之一，其突发性、难以 预测性和灾害严重性是对水工建筑物安全最为严峻的考验，修建于复杂地质 条件下的高坝大库，其地震风险指数会进一步增高. 2008年5月12日，汶川发生了8.0级大地震.紫坪铺面板堆石坝距汶 川地震震源约17km 坝址区震感强烈，是目前为止世界上唯一的一座遭遇强 震并且坝高超过150m的混凝土面板堆石坝，因此其抗震安全性令世界瞩目. 尽管紫坪铺面板堆石坝经受住了这次超常地震的考验，但也发生了明显 的震害，包括：发生了明显的地震永久变形；面板二、三期施工缝发生错台；面 板结构缝遭挤压破坏；靠近坝顶附近的下游坡面砌石松动、翻起，并伴有向下 滑移乃至滚落等.然而，到目前为止紫坪铺面板堆石坝的震害机理却尚未完 全阐明. 长期以来，由于缺乏强震情况下的震害资料，高面板堆石坝震害机理的深 入研究也因此受到限制，其分析方法得不到有效验证.目前，面板堆石坝动力 分析广泛采用的等效线性分析方法适应于中、低强度地震的加速度反应，不能 满足大坝在强震环境中可能出现的强非线性乃至破坏过程分析要求.紫坪铺 面板堆石坝面板出现的挤压破坏和施工缝错台等破坏形式，在以往分析中均 没有被充分考虑.因此，从等效线性分析转向强非线性和弹塑性分析是十分 必要的.紫坪铺面板堆石坝在汶川地震中的震害资料为深入研究高土石坝地 震破坏机理和数值模拟方法提供了一个不可多得的契机.在此基础上，发展 先进的高混凝土面板堆石坝地震破坏分析方法，对揭示紫坪铺面板堆石坝震 害机理，进一步类比评价我国多座待建的300m级面板堆石坝的抗震安全性 是非常重要的，也有助于正确评估大坝的极限抗震能力、建议有效的抗震减灾 方法及其加固措施. 本书作者多年来一直致力于地震时土石坝破坏机理及其抗震对策的研 究.汶川地震后，在多项国家自然科学基金的资助下，开展了紫坪铺面板堆石 坝震害调查、紫坪铺面板堆石坝筑坝材料特性、混凝土面板堆石坝动力弹塑性 分析方法和软件开发、紫坪铺面板堆石坝施工和震害模拟等方面的研究.本 书的主要目的是介绍这些研究成果，希望能够抛砖引玉，对国内同行的教学、 i 紫坪铺面板堆石坝震害分析与数值模拟 科研和高土石坝的抗震设计起到借鉴和帮助的作用. 在编写过程中，大连理工大学工程抗震研究所徐斌博士、周扬博士以及博 士研究生周晨光、刘京茂等在多方面给予了大力支持和帮助.在此，作者对他 们深表感谢！ 本书的研究工作得到国家自然科学基金重点项目(51138001)、国家自然 科学基金创新研究群体项目(51121005)、国家自然科学基金重大计划集成项 目(91215301)、国家自然科学基金面上项目(51279025)的资助，在此表示 感谢！ 由于作者水平和经验所限，书中难免存在疏漏和不足之处，敬请同行和读 者批评指正. 作者 2013年5月 ...
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