基于虚拟裂缝模型的带横缝高拱坝的抗震性能研究

摘要

本文针对国内某高拱坝,基于Hillerborg断裂力学理论的混凝土本构模型,采用con-straint-function接触算法,并考虑大坝的横缝和诱导缝,建立了三维坝体—地基动力相互作用分析模型.选取不同地震波,对模型进行非线性动力时程分析,研究了地震过程中混凝土坝体拉—压交替的受力规律以及动力损伤的开裂过程,分析了横缝和诱导缝在地震中开合往复的工作性态.研究结果表明，地震作用下，下游面上部拱冠出现局部开裂，上游面下部拱端出现裂缝并随地震的持续，自下向上延伸。在整个地震过程中均未出现混凝土压坏区域。上游面横缝和诱导缝与下游面相比容易张开。横缝的地震响应比诱导缝敏感。横缝的张开沿坝高方向基本是连续的，但是开度随坝体高程的降低而减小。诱导缝的张开主要发生在坝体上部的缝面。地震结束时横缝和诱导缝总是闭合压紧的。因此，研究方法对评价高拱坝的抗震性能提供了一种有效的途径。