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Date of Publication:2018-10-26

Journal:水利学报

Volume:49

Issue:11

Page Number:1378-1385,1395

ISSN No.:0559-9350

Key Words:覆盖层;土石坝;动力相互作用;非线性波动输入;竖向动力反应

Abstract:在我国西部强震区拟建的土石坝多坐落于覆盖层上,覆盖层土体具有动力非线性和饱和特性,土石坝-覆盖层-基岩体系动力相互作用复杂.为研究土石坝-覆盖层-基岩体系动力相互作用特性,分别采用地震动一致输入方法(联合地震惯性力和约束边界)和非线性波动输入方法(联合自由场非线性动力响应和非线性人工边界),对覆盖层上土石坝进行有限元动力反应分析,考虑了覆盖层厚度、土体动力特性、地震强度及地震波频谱特性的影响效应,着重讨论了大坝的加速度反应峰值.结果表明:在覆盖层土体饱和特性的影响下,一致输入方法不能合理模拟大坝体系动力的相互作用,所获得的坝体竖向加速度反应误差显著.非线性波动输入方法理论上更为严密,其所获得的坝顶竖向加速度峰值较一致输入方法降低明显,降低率为20％～62％,且当输入地震动以高频成分为主时一致输入方法的误差较大.对于坝顶水平向加速度峰值,非线性波动输入方法较一致输入方法的降低率为5％～32％.当土体材料阻尼效应明显时一致输入方法的误差较小,当输入地震动以低频成分为主时其误差较大.一致输入方法会明显低估覆盖层上土石坝的极限抗震能力.当土石坝可能遭受竖向分量较大的近场地震时,有必要采用非线性波动输入方法评价大坝抗震性能.