白鹤滩拱坝抗震安全性研究课件.ppt

1、华东勘测设计研究院华东勘测设计研究院徐建荣徐建荣以发电为主，兼顾防洪，并促进地方经济社会发展和移民以发电为主，兼顾防洪，并促进地方经济社会发展和移民群众脱贫致富。工程建成后还有拦沙、发展库区航运和改群众脱贫致富。工程建成后还有拦沙、发展库区航运和改善下游通航条件等综合利用效益，是善下游通航条件等综合利用效益，是“西电东送西电东送”的骨干的骨干电源点之一。电源点之一。装机容量装机容量16000MW16000MW，多年平均发电量，多年平均发电量640.95640.95亿亿kW.hkW.h，保，保证出力证出力5500MW5500MW，可明显改善下游梯级的供电质量。，可明显改善下游梯级的供电质量。水库

2、总库容水库总库容206.27206.27亿亿m m3 3，调节库容可达，调节库容可达104.36104.36亿亿m m3 3，防，防洪库容洪库容7575亿亿m m3 3。 右岸右岸左岸左岸左岸左岸850m以上为缓坡地形，以下陡崖、陡坡与以上为缓坡地形，以下陡崖、陡坡与缓坡相间缓坡相间右岸右岸1170m以上为缓坡地形，以下为陡坡、悬崖以上为缓坡地形，以下为陡坡、悬崖 正常蓄水位处谷宽正常蓄水位处谷宽449534m，河谷宽高比，河谷宽高比约约1.75，为略显不对称的，为略显不对称的V形河谷，枯水期形河谷，枯水期水面宽水面宽5090m 岩层产状岩层产状N3055E，SE1520层间、层内错动带层间、

3、层内错动带断层断层P233 柱状节理玄武岩柱状节理玄武岩 4376mn混凝土双曲拱坝，最大坝高混凝土双曲拱坝，最大坝高289mn泄洪设施由泄洪设施由6表孔、表孔、7深孔和深孔和3条泄洪洞组成条泄洪洞组成n地下厂房采用首部开发，左地下厂房采用首部开发，左右岸各布置右岸各布置8台百万机组台百万机组n导流洞左岸导流洞左岸3条、右岸条、右岸2条条 l大部分河床坝段利用完整性较好的大部分河床坝段利用完整性较好的P P2 2 3 32-32-3层角砾层角砾熔岩作为建基面熔岩作为建基面l河床坝段及第一类柱状节理玄武岩出露部位设河床坝段及第一类柱状节理玄武岩出露部位设置混凝土扩大基础，左岸置混凝土扩大基础，左

4、岸750m750m以上设垫座以上设垫座静载设计，动载复核静载设计，动载复核 坝址位于由鲜水河断裂、坝址位于由鲜水河断裂、安宁河断裂、则木河断裂和安宁河断裂、则木河断裂和小江断裂共同组成的川滇菱小江断裂共同组成的川滇菱形断块东部边界的外侧，现形断块东部边界的外侧，现今构造活动总体水平不高，今构造活动总体水平不高，尤其是断块差异活动强度不尤其是断块差异活动强度不大。大。则木河则木河鲜水河鲜水河安宁河安宁河小江小江大凉山大凉山l场址的地震危险性主要来自场址的地震危险性主要来自于外围地震带强震活动的影于外围地震带强震活动的影响。响。l历史地震对坝址的影响烈度历史地震对坝址的影响烈度达达VIIIVIII

5、度。度。超越概率超越概率50年年63%50年年10% 50年年5%100年年2%100年年1%水平加速水平加速度峰值度峰值51165212325420工程场区的地震基本烈度为工程场区的地震基本烈度为度度采用拱梁分载法进行大坝在设计和校核地震作用下的动力分析，采用线弹采用拱梁分载法进行大坝在设计和校核地震作用下的动力分析，采用线弹性有限元反应谱法、时程法进行复核对比，评价坝体强度的抗震安全。性有限元反应谱法、时程法进行复核对比，评价坝体强度的抗震安全。水科院水科院LDDA清华清华ABAQUS大连理工大连理工ABAQUS采用动力拱梁分载法成果，用三维刚体平衡法进行坝肩动力稳定复核；有采用动力拱梁分

6、载法成果，用三维刚体平衡法进行坝肩动力稳定复核；有限元法进行坝肩抗滑稳定分析评价坝肩的抗震安全。限元法进行坝肩抗滑稳定分析评价坝肩的抗震安全。考虑横缝张开、地基辐射阻尼等考虑横缝张开、地基辐射阻尼等地震动超载条件下拱坝抗震能力地震动超载条件下拱坝抗震能力反应谱反应谱l标准反应谱标准反应谱l白鹤滩场地谱白鹤滩场地谱0.00.51.01.52.02.53.00.00.51.01.52.02.53.0周期（s)加速度放大系数场地谱拱坝标准谱白鹤滩场地地震反应谱与规范标准反应谱白鹤滩场地地震反应谱与规范标准反应谱地震波地震波l标准反应谱生成的人工地震波标准反应谱生成的人工地震波l场地相关反应谱生成的地

7、震波场地相关反应谱生成的地震波l修正修正Koyna(柯依那柯依那)实测地震波实测地震波设计地震设计地震545565580610640680720760800834(m)H左岸右岸:max=最大主应力14.30545565580610640680720760800834(m)H左岸右岸:min=最小主应力-2.19正常蓄水位 标准谱 拱梁分载法 上游面静动综合主应力14.30-2.19l上游面最大主压应力上游面最大主压应力14.30MPa14.30MPa，小于设计控制标准，小于设计控制标准(15.20MPa)(15.20MPa)l上游面最大主拉应力上游面最大主拉应力2.19MPa2.19MPa，

8、位于顶拱的拱冠附近，小于设计控制标准，位于顶拱的拱冠附近，小于设计控制标准(2.80MPa)(2.80MPa)l下游面主拉应力下游面主拉应力4.81MPa4.81MPa，大于控制值，大于控制值l场地反应谱作用下的静动综合主应力总体上较标准反应谱略大，但差别不大场地反应谱作用下的静动综合主应力总体上较标准反应谱略大，但差别不大l校核地震作用下，大坝动态位移、动态拱梁应力较设计地震时增加校核地震作用下，大坝动态位移、动态拱梁应力较设计地震时增加29.2%29.2%拱梁分载法静动综合主应力类比拱梁分载法静动综合主应力类比 工程名称工程名称正常蓄水位（正常蓄水位（MPaMPa）死水位（死水位（MPaM

9、Pa）最大主拉应力最大主拉应力最大主压应力最大主压应力最大主拉应力最大主拉应力最大主压应力最大主压应力上游面上游面下游面下游面上游面上游面下游面下游面上游面上游面下游面下游面上游面上游面下游面下游面白鹤滩白鹤滩2.192.194.814.8114.3014.3011.3611.364.874.874.124.1210.8010.807.947.94乌东德乌东德3.133.132.282.287.857.859.459.454.514.512.982.986.046.047.757.75大岗山大岗山6.206.207.697.6913.4113.4112.0512.056.676.677.157

10、.1512.3712.3710.9910.99小湾小湾3.483.483.753.7511.9211.9211.8811.884.064.064.764.7611.3911.397.477.47溪洛渡溪洛渡3.803.802.322.3210.2110.2112.9312.935.615.612.872.879.839.838.098.09上虎跳峡上虎跳峡7.347.344.964.9611.6211.6210.6810.688.218.215.975.9710.0110.019.009.00l上游面静动综合最大主拉应力上游面静动综合最大主拉应力 2.19MPa 2.19MPa 总体上小于其它

11、拱坝总体上小于其它拱坝l下游面最大主拉应力下游面最大主拉应力 14.30MPa 14.30MPa 大于溪洛渡、乌东德拱坝，小于其它拱坝大于溪洛渡、乌东德拱坝，小于其它拱坝l大坝静动综合最大主压应力大坝静动综合最大主压应力 与其它拱坝基本相当与其它拱坝基本相当工程名称工程名称正常蓄水位正常蓄水位死水位死水位最大主拉应力最大主拉应力最大主压应力最大主压应力最大主拉应力最大主拉应力最大主压应力最大主压应力上游面上游面下游面下游面上游面上游面下游面下游面上游面上游面下游面下游面上游面上游面下游面下游面白鹤滩白鹤滩9.259.255.695.6913.9113.9120.2220.226.696.695

12、.825.8210.6210.6215.0115.01溪洛渡溪洛渡9.989.985.225.2212.2812.2814.8914.895.455.455.085.089.059.0511.3911.39大岗山大岗山11.8811.888.168.1614.7114.7115.8815.8811.2611.268.428.4214.6914.6915.3715.37正常蓄水位正常蓄水位 标准谱标准谱l拱坝上、下游面最大主拉应力拱坝上、下游面最大主拉应力9.25MPa9.25MPa、5.69MPa5.69MPa，与溪洛渡相当，比大岗山小，与溪洛渡相当，比大岗山小l上游面主压应力上游面主压应力1

13、3.91MPa13.91MPa，与溪洛渡、大岗山相当，与溪洛渡、大岗山相当l下游面主压应力相对较大下游面主压应力相对较大l场地反应谱静动综合反应总体上略大于标准反应谱，但差别不大场地反应谱静动综合反应总体上略大于标准反应谱，但差别不大l校核地震作用下，大坝动态位移、动态拱梁应力较设计地震时增加校核地震作用下，大坝动态位移、动态拱梁应力较设计地震时增加29.2%29.2%有限元法静动综合主应力类比有限元法静动综合主应力类比 l采用相同分析方法，与小湾、溪洛渡、乌东德、上虎跳峡、大岗山等工程类比，采用相同分析方法，与小湾、溪洛渡、乌东德、上虎跳峡、大岗山等工程类比，白鹤滩拱坝上游面静动综合最大主拉

14、应力总体上小于其它拱坝，而下游面最大主白鹤滩拱坝上游面静动综合最大主拉应力总体上小于其它拱坝，而下游面最大主拉应力和最大主压应力与其它拱坝相当拉应力和最大主压应力与其它拱坝相当l坝体线弹性分析将夸大局部应力集中现象，应考虑材料非线性、坝体横缝开合、坝体线弹性分析将夸大局部应力集中现象，应考虑材料非线性、坝体横缝开合、地基辐射阻尼等，了解局部真实应力状态地基辐射阻尼等，了解局部真实应力状态考虑横缝开合影响考虑横缝开合影响考虑地基辐射阻尼影响考虑地基辐射阻尼影响三维非线性有限元法三维非线性有限元法水科院水科院 LDDA LDDA 横缝横缝2828条条清华清华 ABAQUS ABAQUS 横缝横缝3

15、030条条大连理工大连理工 ABAQUS ABAQUS 横缝横缝1111条条-400-300-200-10001002003001.52.02.53.03.54.04.55.05.5应力/MPa弦长/m 无辐射阻尼无横缝 有辐射阻尼无横缝 有辐射阻尼有横缝-400-300-200-10001002003001.52.02.53.03.54.04.55.05.5应力/MPa弦长/m 无辐射阻尼无横缝 有辐射阻尼无横缝 有辐射阻尼有横缝水科院水科院LDDA正常水位下遭遇设计地震时，顶拱附近上下游面动拱应力正常水位下遭遇设计地震时，顶拱附近上下游面动拱应力 上游面上游面下游面下游面有无辐射阻尼的差异

16、有无辐射阻尼的差异l无限地基辐射阻尼效应使大坝地震动力响应显著降低。正常水位和死水位下，动拱梁无限地基辐射阻尼效应使大坝地震动力响应显著降低。正常水位和死水位下，动拱梁应力最大降幅约为应力最大降幅约为2030%2030%l线弹性分析中坝体中上部大范围的高拉应力区消失线弹性分析中坝体中上部大范围的高拉应力区消失 l校核地震下，坝体静动综合最大拉应力为校核地震下，坝体静动综合最大拉应力为2.78MPa2.78MPa，未超过大坝混凝土动态抗拉强度，未超过大坝混凝土动态抗拉强度5405605806006206406606807007207407607808008208400.00.51.01.52.0

17、2.53.03.54.04.55.05.5应力/MPa高程/m 无辐射阻尼无横缝 有辐射阻尼无横缝 有辐射阻尼有横缝5405605806006206406606807007207407607808008208400.00.51.01.52.02.53.03.54.0应力/MPa高程/m 无辐射阻尼无横缝 有辐射阻尼无横缝 有辐射阻尼有横缝水科院水科院LDDA正常水位下遭遇设计地震时，顶拱附近上下游面动梁应力正常水位下遭遇设计地震时，顶拱附近上下游面动梁应力 上游面上游面下游面下游面有无辐射阻尼的差异有无辐射阻尼的差异l大坝横缝张开度最大值出现在坝顶拱冠附近大坝横缝张开度最大值出现在坝顶拱冠附近

18、l设计地震标准谱人工波作用下，死水位时横缝最大张开度小于设计地震标准谱人工波作用下，死水位时横缝最大张开度小于7mm7mm282624222018161412108642-101234567张开度/mm横缝编号 人工波 场地波 柯依那波282624222018161412108642-1012345678张开度/mm横缝编号 人工波 场地波 柯依那波死水位下遭遇设计地震时，顶拱横缝张开死水位下遭遇设计地震时，顶拱横缝张开 上游面上游面 下游面下游面 水科院水科院LDDA白鹤滩拱坝横缝开度较小，上下游面的最大主拉应力居中等或中等偏上水平白鹤滩拱坝横缝开度较小，上下游面的最大主拉应力居中等或中等偏

19、上水平横缝最大张横缝最大张开度（开度（mmmm）最大主拉应力最大主拉应力最大主压应力最大主压应力上游面上游面下游面下游面上游面上游面下游面下游面白鹤滩白鹤滩5.365.364.594.592.152.1511.7711.7722.4622.46乌东德乌东德10.4010.403.523.522.222.2210.3310.3311.3911.39大岗山大岗山8.718.715.335.337.797.7912.3912.3915.0715.07小湾小湾6.776.778.338.332.512.5110.0810.0811.0711.07溪洛渡溪洛渡8.208.206.146.142.242.

20、249.049.0413.6413.64上虎跳峡上虎跳峡14.7514.754.364.363.333.337.307.309.169.16水科院水科院LDDAl超载系数超载系数2.52.5，拱坝底部坝基面局部有贯穿性开裂，拱坝底部坝基面局部有贯穿性开裂l超载系数超载系数4.04.0，未见超，未见超10cm10cm的残余位移的残余位移大坝地基系统整体抗震能力大坝地基系统整体抗震能力拱坝地基系统强度储备安全系数约为拱坝地基系统强度储备安全系数约为2.02.0水科院水科院LDDAl强度储备系数强度储备系数1.502.501.502.50时，大坝地基系统顺河向残余位移为时，大坝地基系统顺河向残余位移

21、为cmcm级级l强度储备系数超过强度储备系数超过2.02.0时，坝与地基交接面出现了较大范围的贯穿性开裂时，坝与地基交接面出现了较大范围的贯穿性开裂拱坝地基系统对设计地震的超载安全系数约为拱坝地基系统对设计地震的超载安全系数约为2.502.50考虑地基辐射阻尼影响后，拱坝对标准谱地震时程的反应有比较明显的降低考虑地基辐射阻尼影响后，拱坝对标准谱地震时程的反应有比较明显的降低l坝面高应力区的范围大大缩小坝面高应力区的范围大大缩小l反应的极值大大降低反应的极值大大降低l地基辐射阻尼对下游坝面的影响要大于上游坝面地基辐射阻尼对下游坝面的影响要大于上游坝面 地基辐射阻尼的影响研究地基辐射阻尼的影响研究

22、 地基类型地基类型上游坝面最大应力上游坝面最大应力下游坝面最大应力下游坝面最大应力大主应力大主应力小主应力小主应力大主应力大主应力小主应力小主应力无质量截断地基无质量截断地基4.534.53-15.6-15.63.483.48-16.97-16.97无限地基辐射阻尼无限地基辐射阻尼2.732.73-11.2-11.22.892.89-15.33-15.33相差相差39.74%39.74%28.21%28.21%16.95%16.95%9.66%9.66%正常蓄水位下坝体静动综合应力正常蓄水位下坝体静动综合应力清华清华ABAQUS顶拱最大横缝开度地震地震水位水位(m)(m)横缝最大开度横缝最大开

23、度(mm)(mm)设计设计正常蓄水位正常蓄水位5.815.81设计设计死水位死水位19.1219.12校核校核正常蓄水位正常蓄水位17.6117.61校核校核死水位死水位32.1832.18清华清华ABAQUS采用同一计算分析程序，网格划分条件大体相近采用同一计算分析程序，网格划分条件大体相近l拱坝最大横缝开度约为拱坝最大横缝开度约为20mm20mm，与大岗山拱坝相当，大于二滩拱坝的，与大岗山拱坝相当，大于二滩拱坝的5mm5mml拱坝拉应力为拱坝拉应力为4.03MPa4.03MPa，小于大岗山拱坝，小于大岗山拱坝(9.07MPa)(9.07MPa)，大于二滩拱坝，大于二滩拱坝(3.29MPa)

24、(3.29MPa)超载倍数超载倍数1.3（校核地震）地震荷载作用下坝体损伤开裂区分布（校核地震）地震荷载作用下坝体损伤开裂区分布 地震超载非线性损伤分析地震超载非线性损伤分析校核地震下，拱坝上游面并未出现损伤校核地震下，拱坝上游面并未出现损伤, ,坝体并未出现贯穿性的损伤区坝体并未出现贯穿性的损伤区清华清华ABAQUS上游上游下游下游超载倍数超载倍数1.5地震荷载作用下坝体损伤开裂区分布地震荷载作用下坝体损伤开裂区分布 地震超载非线性损伤分析地震超载非线性损伤分析1.51.5倍设计地震超载下，坝体内部未出现贯穿性损伤区，坝体未倍设计地震超载下，坝体内部未出现贯穿性损伤区，坝体未达到动力承载极限

25、达到动力承载极限 清华清华ABAQUS上游上游下游下游地震超载非线性损伤分析地震超载非线性损伤分析超载倍数超载倍数1.8地震荷载作用下坝体损伤开裂区分布地震荷载作用下坝体损伤开裂区分布 1.81.8倍设计地震超载作用下，最大损伤因子达到倍设计地震超载作用下，最大损伤因子达到0.80.8以上，坝体中上部以上，坝体中上部出现贯穿性损伤区出现贯穿性损伤区清华清华ABAQUS上游上游下游下游拱坝的动力极限承载能力至少在拱坝的动力极限承载能力至少在1.81.8倍设计地震以上倍设计地震以上工程名称工程名称最大主拉应力最大主拉应力最大主压应力最大主压应力上游面上游面下游面下游面上游面上游面下游面下游面白鹤滩

26、白鹤滩2.382.382.002.0010.2010.2012.2012.20溪洛渡溪洛渡2.042.041.401.4010.0210.0213.2313.23小湾小湾1.501.501.421.427.367.368.258.25大岗山大岗山6.186.182.502.509.599.5910.4210.42拉西瓦拉西瓦3.933.933.283.2811.3411.3412.6912.69Shahid RajaeeShahid Rajaee2.502.503.193.1914.2514.2514.8914.89PacoimaPacoima3.123.122.522.5213.9513.9

27、517.3517.35德里内尔德里内尔2.532.532.462.4615.3015.3018.1018.10正常蓄水位设计地震作用下地震响应工程类比正常蓄水位设计地震作用下地震响应工程类比上下游最大主拉应力与溪洛渡、德里内尔拱坝相当，比大岗山、拉西瓦和上下游最大主拉应力与溪洛渡、德里内尔拱坝相当，比大岗山、拉西瓦和PacoimaPacoima小小压应力与溪洛渡、大岗山、拉西瓦相当压应力与溪洛渡、大岗山、拉西瓦相当大连理工大连理工ABAQUS坝体横缝最大张开度坝体横缝最大张开度 正常蓄水位正常蓄水位 死水位死水位 l坝体的开度的最大值出现在右岸的缝坝体的开度的最大值出现在右岸的缝1111，正，

28、正常蓄水位常蓄水位18mm18mm，死水位，死水位23mm23mm。左岸缝的开度。左岸缝的开度以缝以缝1 1为主为主l坝体上游面的开度总体上较下游面小坝体上游面的开度总体上较下游面小l开度分布两侧缝大中间缝小开度分布两侧缝大中间缝小大连理工大连理工ABAQUS左左左左右右右右缝1缝3缝5缝7缝9缝11缝2缝4缝10缝8缝6超载超载1.51.5倍时，坝体右侧拱端损伤值增长迅速，但裂缝未发生贯穿。倍时，坝体右侧拱端损伤值增长迅速，但裂缝未发生贯穿。超载超载2.02.0倍时，坝体右侧拱端发生贯穿性裂缝，最右侧坝缝开度增长迅速，倍时，坝体右侧拱端发生贯穿性裂缝，最右侧坝缝开度增长迅速，坝体在坝体在2.

29、02.0倍超载时已近失效。倍超载时已近失效。拱坝拱坝- -拱端系统在拱端系统在2.02.0倍超载地震动时失效倍超载地震动时失效 坝体损伤主要发生在坝体与基岩交接处靠近上游面部位和两岸拱端部位。坝体损伤主要发生在坝体与基岩交接处靠近上游面部位和两岸拱端部位。地震超载作用下坝体动力响应 大连理工大连理工ABAQUS上游面测点分布上游面测点分布下游面测点分布下游面测点分布比尺比尺1:300 设计水平地震动与校核水平地震动作用下，均未观测到明显损伤或残留设计水平地震动与校核水平地震动作用下，均未观测到明显损伤或残留滑动滑动动力超载加振后维持了静态的稳定，设计及校核地震作用下的整体抗震动力超载加振后维持

30、了静态的稳定，设计及校核地震作用下的整体抗震安全满足设计要求安全满足设计要求2.02.0倍及更高超载地震作用下，坝肩局部块体出现残留滑动倍及更高超载地震作用下，坝肩局部块体出现残留滑动3.0 3.0 倍超载地震作用下，坝体发生初始宏观开裂倍超载地震作用下，坝体发生初始宏观开裂强地震作用下，坝肩局部块体、坝体上部下游面梁向及拱冠上游面坝踵强地震作用下，坝肩局部块体、坝体上部下游面梁向及拱冠上游面坝踵附近为抗震薄弱部位附近为抗震薄弱部位由于坝体的不对称，地震响应左岸大于右岸由于坝体的不对称，地震响应左岸大于右岸F14F16F17坝址主要地质构造坝址主要地质构造 平行发育的平行发育的NW、NE向陡倾

31、断层和缓倾层间向陡倾断层和缓倾层间(内内)错动带错动带断层断层 NWNW向向 N5060WF14、F16 NE NE向向 N3545EF F17 普遍为陡倾角断层，规模总体不大，以普遍为陡倾角断层，规模总体不大，以级和级和级结构面为主级结构面为主坝轴线坝轴线C C3 3C C3-13-1LSLS342342LSLS415415LSLS331331LSLS33183318F F1717LSLS3313314a4aF F1717+LS+LS33183318+LS+LS3313314b4bF F1717+LS+LS331331块体块体编号编号静力安静力安全系数全系数动动 力力时程法时程法X=1.0X

32、=1.0Y=0.5Y=0.5Z=0.5Z=0.5X=0.5X=0.5Y=1.0Y=1.0Z=0.5Z=0.5X=0.5X=0.5Y=0.5Y=0.5Z=1.0Z=1.0最小安最小安全系数全系数% %4a4a3.243.241.081.081.221.221.241.240.930.930.670.674b4b3.083.080.620.621.101.101.101.100.710.716.356.35%：安全系数小于：安全系数小于1.21.2的时程长度占总时程的百分比。的时程长度占总时程的百分比。4a4a、4a4a未加固未加固0510152025300510152025安全系数Time/s1

33、.200.934a4a块体安全系数时程块体安全系数时程 051015202530051015安全系数Time/s1.200.714b4b块体安全系数时程块体安全系数时程 刚体极限平衡法刚体极限平衡法左岸块体左岸块体左岸左岸4a 4a （F F1717+LS+LS33183318+LS+LS331331）、）、4b4b（F F1717+LS+LS331331）进行超载和降强分析）进行超载和降强分析l地震荷载超载地震荷载超载4 4倍时，块体残余位移仅倍时，块体残余位移仅11mm11mm左右左右 l块体在强度储备系数块体在强度储备系数2.02.0后残余变形增大速率明显加快后残余变形增大速率明显加快

34、0.51.01.52.02.53.03.54.0050100150200250顺河向残余位移（mm）强度储备系数 左岸滑块块体顺河向残余位移与强度储备系数的关系块体顺河向残余位移与强度储备系数的关系 左岸块体左岸块体非线性有限元法坝肩块体动力分析非线性有限元法坝肩块体动力分析水科院水科院LDDA法法左岸块体（左岸块体（F F1717+LS+LS331331）, , 考虑坝体损伤因素考虑坝体损伤因素正常蓄水位设计地震人工波作用下块体最小安全系数为正常蓄水位设计地震人工波作用下块体最小安全系数为1.971.97，块体均能满足动力稳，块体均能满足动力稳定安全系数要求定安全系数要求校核地震作用最小动力

35、稳定安全系数为校核地震作用最小动力稳定安全系数为1.381.38 大连理工大连理工ABAQUS法法左岸块体左岸块体 正常蓄水位设计地震下抗滑稳定安全系数时程正常蓄水位设计地震下抗滑稳定安全系数时程 非线性有限元法坝肩块体动力分析非线性有限元法坝肩块体动力分析左左1(J1(Jx x+C+C3 3) )、左、左2(F2(F1717+LS+LS33183318) )、左、左3(F3(F1717+LS+LS331331) )右右1(F1(F1818+C+C5 5) )、右、右2(F2(F1818+C+C4 4) )、右、右3(F3(F1818+C+C4 4+f+f222222+C+C3-13-1) )

36、 河海混合解法河海混合解法屈服面积屈服面积95%95%时，块体周围结构面以达到屈服时，块体周围结构面以达到屈服极限，此时的强度储备系数为块体安全系数。极限，此时的强度储备系数为块体安全系数。 坝肩滑块体动力安全系数坝肩滑块体动力安全系数岸岸 别别块块 体体动力安全系数动力安全系数右右 岸岸右右1 11.601.60右右2 21.601.60右右3 31.451.45左左 岸岸左左1 11.401.40左左2 21.451.45左左3 31.551.55非线性有限元法坝肩块体动力分析非线性有限元法坝肩块体动力分析l现行抗震规范方法评价现行抗震规范方法评价 拱坝抗震安全总体可达到国内几座已建和在建

37、高拱坝抗震安全总体可达到国内几座已建和在建高拱坝的水平拱坝的水平 l非线性分析及工程类比非线性分析及工程类比 拱坝横缝开度、坝体应力水平、坝体损伤等动力拱坝横缝开度、坝体应力水平、坝体损伤等动力响应与类似工程基本相当，总体上白鹤滩拱坝横缝开度和上下游面的最大主响应与类似工程基本相当，总体上白鹤滩拱坝横缝开度和上下游面的最大主拉应力居中等或中等偏上水平拉应力居中等或中等偏上水平l校核地震作用下的拱坝抗震校核地震作用下的拱坝抗震评价评价 拱坝校核地震作用下坝体变形、应力和拱坝校核地震作用下坝体变形、应力和损伤均较设计地震有所增大，但仍未达到承载力极限状态损伤均较设计地震有所增大，但仍未达到承载力极

38、限状态l多种方法的坝肩稳定分析多种方法的坝肩稳定分析 拱坝坝肩动力稳定能够满足设计要求，拱坝地拱坝坝肩动力稳定能够满足设计要求，拱坝地基系统满足设计地震下的抗震稳定安全要求基系统满足设计地震下的抗震稳定安全要求l拱坝地震动超载能力拱坝地震动超载能力 三种方法三种方法均表明白鹤滩拱坝可承受相对设计地震动均表明白鹤滩拱坝可承受相对设计地震动的超载倍数约为的超载倍数约为2.02.52.02.5倍，超过了校核地震水平（倍，超过了校核地震水平（1.31.3倍），拱坝具有一定的倍），拱坝具有一定的超载抗震能力超载抗震能力采用高强度等级混凝土采用高强度等级混凝土河床坝段河床坝段680m680m高程以下和两岸坝肩、坝基部位地震动力反应较强的部位采用高程以下和两岸坝肩、坝基部位地震动力反应较强的部位采用强度等级为强度等级为C C1801804040高强混凝土高强混凝土配置抗震钢筋配置抗震钢筋在拱坝坝基交接面附近可能出现相对较大的主拉应力区范围，上游坝面布置在拱坝坝基交接面附近可能出现相对较大的主拉应力区范围，上游坝面布置梁向抗震钢筋，以提高坝体抗裂能力。拱坝抗震钢筋兼有限裂功能。梁向抗震钢筋，以提高坝体抗裂能力。拱坝抗震钢筋兼有限裂功能。坝肩抗力体布置预应力锚索坝肩抗力体布置预应力锚索坝顶表孔设联系梁坝顶表孔设联系梁