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水利学报
年月第期
三一
拱坝多点输入动力反应的试验研究
陈厚群侯顺载张力飞朱栗武
中国水利水电科学研究院抗震所

提要
妇本文叙述了东江拱坝现场基岩钻孔爆破模拟人工地震动,宴测坝体、地基河谷的动力反应,


关键词立,垒生,弛匡堕:理查墼.
一
、引言
近十多年来,拱坝与地基动力相互作用的研究得到了迅速发展, 开发了各种计算程
序并逐步得到改善. 地震观测、模型试验等方面的资料也逐渐得到积累.
拱坝与地基的动力相互作用涉及到: 由于坝址河谷中地震波的散射以及坝体运动对
地基的反馈影响, 使得坝体基础部分各点地震动大小及其空间分布有很大差异“∞,
这一现象对于建造在深山峡谷、基底延伸很长、各点高差很大的复杂空间结构的拱坝来
说, 对其动力反应的影响更为重要是大坝抗震设计中急需解决的一个关键性课题: 拱
坝与地基的动力相互作用还因地基的柔性以及地基的无限性,使坝体—地基系统的自振
特性发生变化. 坝体振动能量通过波的传播向无限远处逸散以及地基介质本身的阻尼耗
能影响,对大体积拱坝的动力反应也有重要影响.
坝址河谷的场地条件对输入地震动的影响是动力相互作用的一个重要方面, 文献
【用模型试验、有限元计算及现场脉动测试, 研究河谷岸坡的动力效应. 鉴于地震波
特别是强地震波在坝址河谷的空间分布实测资料的缺乏, 文献【在可计入地震记录台
站和坝址河谷地基土不同性质影响的条件下, 将实际地震的自由场运动记录, 通过反演
分析和正演计算, 求解了反映地震波传播机理和经河谷地表反射散射后的坝址河谷各点
, 并且相应地采用多种传递
边界或吸收能量的边界, 发展了无穷元和边界元以及各种数值分析方法.

当获得坝址河谷自由场运动三, 后,对拱坝及有限地基的分析模型,仅忽略
本文于年月日收到. 系中国水利水电科学研究院与美结构工程公司联合研究项目中方的
部分工作参加现场试验的中方主要员还有苏克忠、吴诛李搏玉曹京增等同志
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坝体反馈在地基边界处的逸散影响, 求解坝体—库水—地基体系的多点激振自由场运动
方程,从而获得较合理的拱坝自由场地震反应:
兰【一【丁,.
‘

式中、三、为迭加于自由场运动的位移、速度、加速度列向量:、
一
】、】分别为体系的刚度、质量和阻尼阵; 【。为坝体和库水对坝体与地基交接面自
由度的质量贡献;【】为影响矩阵.
对实际坝体不均匀地面运动作用下的动力反应进行检验的困难在于, 没有坝址河谷
自由场地面运动或者坝址远场地震入射波目前还都不可能和坝体强震反应同时被实测记
录到,, 只能通过对已
建坝址同时实测坝基各点和坝体反应才能对多点不均匀输入下坝体动力反应的动力分析
数学模型和方法进行验证, 也只能采用人工激励地面运动的大型现场试验予以实现.
本文叙述在中美地震工程科技