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目录1

序1

前言1

第1章　绪论1

1.1　研究现状及发展趋势1

1.1.1　动力分析方面1

1.1.2　模型试验方面2

1.2　研究目标、内容和技术路线3

参考文献5

第2章　大型振动台模型试验6

2.1　模型设计和制作6

2.1.1　黑泉水库面板坝设计情况6

2.1.2　大型振动台主要特性、参数及设备性能简介8

2.1.3　面板坝振动模型的一般相似律9

2.1.4　面板坝振动台土石料模型的相似律14

2.1.5　模型设计20

2.1.6　模型制作21

2.2　振动台模型试验25

2.2.1　试验方案和模型尺寸25

2.2.2　试验测试33

2.3　结语38

参考文献39

第3章　面板坝模型的动力特性40

3.1　试验分析原理40

3.2　三维整体模型的基本试验结果41

3.3　二维断面模型的基本试验结果47

3.4　影响模型坝动力特性的几个因素51

3.4.1　先期振动51

3.4.2　坝体填筑密度54

3.4.3　激励波类型55

3.4.4　激励波幅值57

3.4.5　多向振动输入60

3.4.6　坝肩端部约束60

3.5　三维整体模型试验结果确定土石料动力参数61

3.6　原型面板坝动力特性的推算62

3.7　结语64

参考文献65

第4章　面板坝模型的地震动力反应性状66

4.1　加速度反应66

4.1.1　三维整体模型的基本试验结果66

4.1.2　二维断面模型的基本试验结果70

4.1.3　影响加速度反应的几个因素75

4.2　面板的应变和应力反应82

4.2.1　三维整体模型的基本试验结果82

4.2.2　二维断面模型的基本试验结果86

4.2.3　影响面板应变和应力的几个因素89

4.2.4　原型坝面板的应变和应力反应98

4.3　面板坝的位移、破坏及抗震性能100

4.3.1　地震残余变形的试验结果和分析100

4.3.2　模型坝的破坏104

4.3.3　面板坝的抗震性能106

4.4　结语107

参考文献109

第5章　面板坝三维等效线性分析方法的模型验证110

5.1　计算程序与计算参数110

5.1.1　计算程序与计算方法110

5.1.2　计算参数112

5.2　二维断面模型的计算分析113

5.2.1　计算模型的端部约束条件114

5.2.2　接触面单元的作用及其参数的影响116

5.2.3　模型的计算结果与比较分析119

5.3.1　计算的基本条件与主要结果126

5.3　三维整体模型的计算分析126

5.2.4　小结126

5.3.2　系统的基本频率128

5.3.3　加速度的放大倍数130

5.3.4　坝体的应变与应力136

5.3.5　小结140

5.4　结语141

参考文献143

第6章　黑泉水库面板坝的动力反应分析与安全评价144

6.1　有限元静力计算144

6.1.1　计算程序与计算方法144

6.1.2　计算参数148

6.1.3　计算结果及分析149

6.1.4　与观测资料的比较151

6.2　有限元动力计算154

6.2.1　计算参数154

6.2.3　计算结果及分析156

6.2.2　设计地震动156

6.3　坝体安全评价172

6.3.1　坝坡的抗震稳定分析172

6.3.2　混凝土面板的强度校核174

6.3.3　坝基砂砾料的抗震安全评价174

6.4　结语175

参考文献176

第7章　面板坝三维真非线性动力反应分析方法与验证177

7.1　面板坝动力反应分析的研究进展与发展趋势177

7.2　面板坝三维真非线性有效应力地震反应分析方法179

7.2.1　土石料本构模型的确定179

7.2.2　单元型式以及接触面和接缝的模拟183

7.2.3　振动孔隙水压力186

7.2.4　考虑孔隙水压力扩散和消散的有效应力有限元方程187

7.2.5　动力反应分析方法的算法和步骤191

7.2.7　残余变形模式192

7.2.6　关于动水压力192

7.2.8　抗震稳定性分析195

7.3　典型坝例的地震反应分析及相关研究197

7.3.1　黏土心墙砂壳坝算例197

7.3.2　面板堆石坝算例200

7.3.3　有关三维真非线性有效应力地震反应分析的若干结论203

7.4　分析方法的模型试验验证204

7.4.1　三维整体模型坝的计算模型及网格划分204

7.4.2　动力分析计算结果与对比分析206

7.4.3　对比验证及小结207

7.5　结语209

参考文献211

第8章　紫坪铺面板坝三维真非线性有效应力地震反应分析与评价214

8.1　工程概况214

8.2　单元剖分及计算参数214

8.4.1　加速度反应218

8.3　输入地震波218

8.4　地震反应计算结果218

8.4.2　堆石应力反应及坝体单元抗震安全系数220

8.4.3　面板应力反应及接缝位移221

8.4.4　坝基覆盖层液化可能性221

8.4.5　坝体地震残余变形223

8.4.6　面板及下游坡的抗震稳定性223

8.5　结语224

参考文献226

第9章　研究成果与结论227

9.1　主要成果227

9.2　主要结论228

9.2.1　关于面板坝抗震设计方法228

9.2.2　关于地震反应性状及抗震工程措施229

9.3　有待进一步研究的问题229