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本文基于国内强震区某高拱坝,应用三维变形离散元程序(3DEC)及其强大的二次开发功能,充分考虑坝体—地基库水系统的耦合作用,坝体缝面及坝肩裂隙岩体结构面在强震时错动、张合的非线性接触影响以及远域地基能量逸散的辐射阻尼等因素,建立了符合实际工作性态的拱坝—地基系统地震破损失稳全过程的非线性数值分析模型.提出了判断拱坝系统由整体性局部损坏到最终失效溃决的具有可操作性的工程指标和安全评价方法.据此研究了某高拱坝在强震下的动态特性、灾变机理及整体失稳溃决过程,并进行了抗震安全度评价.
三维变形体离散元法可以通过引入各种材料非线性、接触非线性实现结构体系的大变形力学行为的仿真分析，在模拟混凝土坝体与坝基耦合系统的稳定分析及破坏仿真方面有突出的优势。
建立了能够充分反映两岸坝肩各潜在滑动岩块的错动、滑移及整体失稳过程的非线性动态数值分析模型。提出了判断拱坝系统由整体性局部受损的最大设计工作状态到整体失效溃决的极限承载状态的具有可操作性的工程指标和抗震安全评价方法。
基于国内某高拱坝进行了地震灾变研究，结果表明，3.7倍超载(PGA=0.529g)可作为该拱坝整体性局部受损与否的安全控制标准，5.6倍超载(PGA=0.801g)可作为该拱坝整体失稳溃决的地震动临界值。亦即该拱坝在设计地震(PGA=O.143g)下达到最大设计工作状态及极限承载状态的抗震超载安全度分别为3.7和5.6。