资源描述：
《坝址地震动输入机制探讨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、水利学报2006年12月SHUILIXUEBAO第37卷第12期文章编号:0559-9350(2006)12-1417-07坝址地震动输入机制探讨陈厚群(中国水利水电科学研究院工程抗震研究中心,北京100044)摘要:本文首先对坝址地震危险性分析给出的设计地震动峰值加速度的基本概念进行了阐述,讨论了采用封闭的振动体系和开放的波动体系的两种不同地震动输入方式进行建筑物抗震分析的适用范围。论述了作为坝体和地基相互作用中主要因素的地基辐射阻尼的本质,及其在坝体地震响应分析中应予考虑的必要性。总结归纳了与考虑地
2、基辐射阻尼的坝体抗震分析模型相应的两类更合适的入射自由场地震动输入的方式和机制,指出了目前在一些大坝抗震分析中采用地震动输入方式,需要澄清和探讨的问题。最后,对当前在坝址地震动输入方面需要关注和深入探讨的重点问题提出了建议。关键词:大坝坝址;地震动输入;动态相互作用;地基辐射阻尼;散射场;自由场中图分类号:P3153文献标识码:A坝址地震动输入、坝体-地基-库水体系的地震响应和体系材料的动态抗力是正确进行大坝工程安全性评价的三个关键环节,但在相当一段时期,设计的关注和研究的重点主要在坝体-地基-库水体系的地震响应,而对坝址
3、地震动输入和体系材料的动态抗力的研究则明显不足。坝址地震动输入是大坝工程抗震安全性评价的首要前提,其包括:(1)抗震设防水准框架,包括表征地震作用强度的物理量确定依据及其相应的可定量的功能目标;(2)体现地震作用的主要地震动参数,包括峰值加速度、设计反应谱、地震动时间历程;(3)地震动输入方式,包括设计地震动基准面及地基边界上的输入地震动参数和量值。坝址地震动输入首先要依据我国地震部门颁布的规定和提供的资料,如全国地震动参数区划图和工程场址专门的地震危险性分析法规等。但地震部门不可能深入了解各个部门的很多具体情况和要求,因此
4、,存在诸如如何正确理解地震部门提供的数据以及根据大坝工程的特点和坝址具体情况进一步研究和正确应用等问题,需要从事大坝抗震工作的工程人员和地震部门有关技术人员共同进行学科交叉的深入研究和相互协作。目前的大坝抗震设计中,对于作为表征坝址地震作用强度基本参数的设计地震动,常因存在不同的理解,而使对同一工程中采用不同方法提供的抗震分析成果难以在同一个地震动输入基础上进行相互比较和校核,并直接影响到对工程抗震安至评价的共识。本文从工程抗震的角度,就设计地震动输入方式中有关设计地震峰值加速度的基本概念以及目前在其应用中存在的问题进行探讨
5、,供工程抗震设计参考。1设计地震动峰值加速度的基本概念目前在大坝工程抗震设计中,都采用地震动峰值加速度作为表征坝址地震作用强度的主要参数。按照现行水工抗震设计规范规定,对一般工程,设计地震峰值加速度是按照中国地震动参数区划图确定。对于设防类别为甲类的重大工程,应根据专门的工程场址地震危险性分析提供的成果确定。但无收稿日期:2006-09-25基金项目:国家自然科学基金重点项目(90510017)作者简介:陈厚群(1932-),男,江苏无锡人,中国工程院院士,主要从事地震工程与结构抗震研究。E-mail:chenhq@i
6、whr.com1417论是中国地震动参数区划图提供的峰值加速度或者是由坝址专门的地震危险性分析中超越概率曲线所提供的峰值加速度,都是根据基于概率法的地震危险性分析成果确定的,只是前者是针对全国范围的更为宏观的分析,后者则是针对一定范围的工程场区的分析。而在工程场地地震危险性分析中,都是采用根据基岩上的实测地震加速度记录统计的衰减关系,它是根据设置在基岩地表台站的实测强震加速度记录样本群,统计得出基岩地表地震动峰值加速度与震级和震中距的衰减关系。已有的强震记录只能提供其台站设置的地表场地土类别,而对其下部更深层基础的地
7、质条件和周围的地形条件一般都无法确知。何况在一定范围的地区内,可以作为统计样本的实测强震加速度记录本来就不会很多,即使都是设置在基岩上的各记录台站的地表以下地基的地质条件也不可能都类同,因此,就只能假定记录代表的是均质岩体沿水平向无限延伸的平坦地表的地震动,即理想弹性介质中满足标准波动方程的平面定型波。而工程场区地震危险性分析给出是指工程场地所在地区半无限空间均质岩体在平坦自由地表的最大水平向地震动峰值加速度。中国地震动参数区划图中的峰值加速度,虽然是对一般类中硬土[1]场地的,但也是在不考虑不同场地上地震动峰值加速度
8、变化的前提下给出的,所以和基岩场地的地震动峰值加速度相同。因此,这里所谓平坦的自由场地表是一个笼统的概念,它只是一个表征既未考虑工程场地实际的地形条件和岩体具体的地质条件,也不涉及在该场址要建造的工程结构类型的整个工程场区地震作用强度的工程抗震设计指标。从震源出发的地震波,经过在地壳中复杂
