大坝安全概论论文--浅论混凝土坝抗震安全

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1、河海大学大坝安全概论论文所在院系学生姓名所学专业学生学号专业班级水利水电学院郑贵桥水利水电工程1002010109水工一班浅论混凝土坝抗震安全在我们学习过的人坝中，有混凝土坝和土石坝，还有橡胶坝之类的，这主要是从筑坝的材料来分类的。当然，从施工方面来考虑的话,土石坝的优点就是可以很方便的得到筑坝材料，这样既可以减少材料成本，而且还可以减少运输成本。但在安全方面考虑的话，混凝土坝应用的情况较多，主要是它能够适应多种地质地理环境。当然，混凝土坝的安全问题主要是在坝基稳定，而土石坝主要是渗流问题。现在我们国家主要是在西部发展水屯工程，当然也是

2、因为西部的水能资源丰富。我国大部分水电站都是建在西部，比如说著名的三峡大坝，刚刚建成的溪洛渡水电站等等。它们为我国经济建设作出了很大的贡献，也是凝结了我们几代水利人勤劳智慧。但是，要知道，我国的大部分强烈地震带正是分布在这里。所以，对于混凝土的抗震安全是我们不得不重视的问题，而且还应该非常重视。这里，主要谈谈混凝土坝抗震安全问题。世界坝工技术的发展经历了几个代表性的阶段：①20世纪30年代至40年代，建坝屮心主要在美国。通过田纳西流域开发和222m高的胡佛拱坝的建设，美国完善和改进了以拱梁分载为特点的拱坝分析的试载法，发展了大体积混凝土

3、浇筑的温度控制技术，为高坝的建设开创了一条新的途径。②20世纪50年代至60年代，二次大战后，建坝中心转向欧洲。一大批结构新颖、技术先进的拱坝型式先后在欧洲许多国家中出现。由于采用双曲体形，使拱坝变得十分经济；由于采用垫座、周边缝等结构，使拱坝可以适应各种复杂的地形、地质条件。坝工技术得到很大的发展。当时一些形状复杂的拱坝的应力状态难以通过计算分析求解，模型试验技术有了很大发展。⑧20世纪90年代以后，建坝中心转向中国。无论从建坝数量、建坝规模和建坝难度来说，中国均居于世界前列。根据国际大坝委员会的资料，2003年全世界15IT1以上大

4、坝总数49697座，中国25840座，占50以上。一大批世界级的超高大坝已经和即将在中国西南和西北等强地震活动区开工建设。其中小湾拱坝高292131,溪洛渡拱坝高278131,锦屏一级拱坝高305m,坝高均超过世界上已建最高的前苏联的英古里拱坝，该坝坝高271.50）。大坝的设计地震加速度，小湾拱坝为0・308g,溪洛渡拱坝为0.321g,锦屏一级拱坝为0.197g；此外，大渡河上210m高的大岗山拱坝为0.5575g,金沙江上的虎跳峡拱坝为0.407g,其值均远远超过我国已建大坝的设计地震加速度，大坝的抗震安全性成为许多大坝建设中需耍

5、解决的关键技术问题之一。在我国，随着国民经济的发展，小湾、溪洛渡等一批300m级世界超高拱坝和龙滩等200m级高碾压混凝土重力坝即将在我国西部高烈度地震区进行建设。高坝的抗震性评价关系到下游广大地区工农业生产和人民生命财产的安全，具有特殊重要的意义。目前有关混凝土大坝在地震作用下的动力分析技术已经取得了很大的进步，我们可以对复杂形状的拱坝进行比较严密的三维坝水地基系统的地震响应分析。在计算中可以考虑河谷地震动的不均匀输入，可以考虑拱坝结构缝在强震作用下的相对滑移和转动，可以考虑拱坝和无限地基的动力相互作用影响等。混凝土大坝的弹性振动响应

6、分析可以达到比较高的计算精度。但是，对混凝土大坝抗震安全评价有关的一些重要问题，其中包括地震设防标准，混凝土材料的动力特性等，都还没有得到很好解决。首先我们可以先对混凝土大坝抗震安全做个历史回顾。混凝土大坝的抗震安全评价经历了较长时期的历史发展。安全评价包括强度和稳定两个方面。由于失稳的发展一般是一渐进过程，所以，目前正在研究应用不连续变形方法来分析大坝沿薄弱面失稳的发展过程。这样，将坝基失稳、变形与大坝的变形、应力重分布与破坏过程相结合进行综合考虑。可以更为科学地评价大坝的安全性。这将是今后的发展方向。但就目前情况来说，混凝土大坝特别

7、是拱坝的设计，基本上分别独立地对稳定和应力分析进行检验。稳定分析主要釆用极限平衡方法，按塑性力学上限理论计算安全系数。稳定方面出现的问题则通过坝线选择和加固措施来解决。所以，大坝剖面的选择将主要通过应力进行控制。从应力方面评价混凝土大坝的抗震安全性，目前将仍主要建立在容许应力的基础上。各国都根据弹性动力分析计算出的地震应力来进行大坝的抗震设计。本文将主要讨论这方面的问题。由于混凝土大坝在强震中的震害主要表现为受拉出现裂缝，发生应力重分布，使大坝的承载能力降低。因此，混凝土的容许抗拉强度成为大坝抗震安全检验的十分重要的指标。在混凝土坝的设

8、计中，很长吋期内，拱坝采用试载法（多拱梁法）,重力坝采用材料力学方法进行分析。这种方法计算比较简便，又基本上可以反映大坝的受力特性，所以在比较长的大坝建设实践中发挥了重要作用，同时也积累了一定的经验。但是这