考虑前期震动影响的紫坪铺面板坝震后抗震安全评价

摘要

围绕经受了"5.12"汶川大地震的紫坪铺大坝的震后加固,根据地震后最新核定的地震动参数,采用三维真非线性动力反应分析方法,进行了紫坪铺大坝震后抗震安全评价.紫坪铺大坝是经历了汶川大地震强震的,在进行震后的抗震计算和抗震安全性评价时,应当考虑前期震动的影响.采用试验研究和计算分析,研究了前期震动对大坝地震反应的影响,进行了设计地震下的大坝动力分析,从稳定、变形、面板防渗体系安全等多角度,对震后大坝的抗震安全性进行了评价,分析了抗震薄弱环节,对抗震加固措施提出了建议.rn 从计算结果来看，大坝的表层放大效应较为明显，坝顶及坝顶附近坝坡区域的加速度反应是比较大的，按动力时程线法算得大坝下游坝坡抗震稳定安全系数时程曲线最小值比较接近1，而且坝顶附近坡面出现单元抗震安全系数小于1的区域，存在地震作用下坝顶附近坡面局部动力剪切破坏和出现浅层局部瞬间滑移的可能性，但不会影响整体稳定。为确保工程安全，建议在上述区域采取适当的抗震加固措施。rn 地震作用下，面板动应力较大；静动力叠加后，面板在河谷中部出现了较大压应力，在面板周边部位出现了较大拉应力，而且拉应力区范围较广，周边缝位移较大，因此应考虑在相应部位采取合理措施，以防止挤压破坏和因裂缝而形成的危害。rn 根据大坝动力分析的计算结果，结合紫坪铺等震害资料，面板堆石坝在地震作用下，可能的主要震害是：①坝顶附近的较大地震变形；②坝顶及坝顶附近下游坝坡坡面局部动力剪切破坏和浅层局部瞬间滑移；③面板在河谷中部的局部挤压破坏和面板周边的拉裂缝等。抗震措施亦应针对上述变形、稳定、防渗体及地基的安全等方面的抗震薄弱环节。rn 根据坝料的动力试验研究和大坝的动力分析，前期震动对坝料的动力特性和大坝的地震反应有明显的影响。如果考虑前期已遭受强震作用影响，大坝的加速度反应有所增大，大坝的地震残余变形明显减小，相应混凝土面板的受力和接缝变形情况均有所改善。对于已经经受了“5.12”汶川大地震的紫坪铺大坝而言，进行大坝的震后抗震能力评价时，考虑已遭受前期强震作用影响的分析结果具有重要参考份值。