由于結(jié)構(gòu)損傷狀態(tài)的演變是一個(gè)逐漸過(guò)渡的過(guò)程,以及分析認(rèn)知的模糊性,重力壩地震損傷狀態(tài)的閾值具有模糊性,會(huì)影響重力壩損傷狀態(tài)的評(píng)價(jià)結(jié)果。本文提出了損傷狀態(tài)閾值的模糊區(qū)間和損傷指標(biāo)隸屬度函數(shù)的構(gòu)建原則,構(gòu)建了描述重力壩損傷狀態(tài)閾值模糊性的數(shù)學(xué)模型,結(jié)合壩與地基系統(tǒng)的非線性有限元地震動(dòng)力分析和Hariri–Ardebili的損傷狀態(tài)量化方法,提出了重力壩模糊地震易損性分析方法。將提出的方法應(yīng)用于Pine Flat重力壩,從地震記錄數(shù)據(jù)庫(kù)中選取60條地震波,對(duì)Pine Flat重力壩進(jìn)行增量動(dòng)力分析,計(jì)算不同地震動(dòng)輸入下壩體損傷指標(biāo)并確定相應(yīng)的損傷狀態(tài),研究了隸屬度函數(shù)形式和損傷狀態(tài)閾值模糊區(qū)間的大小對(duì)Pine Flat重力壩地震易損性的影響。結(jié)果表明:損傷狀態(tài)閾值模糊區(qū)間的大小對(duì)Pine Flat重力壩地震易損性的影響較大,而隸屬度函數(shù)形式的影響較小。受壩體損傷指標(biāo)隨機(jī)分布特征影響,損傷狀態(tài)閾值的模糊性導(dǎo)致Pine Flat重力壩輕度損傷狀態(tài)的超越概率明顯增加,而接近倒塌損傷狀態(tài)的超越概率有所降低。因此,在重力壩地震易損性分析中應(yīng)該考慮損傷狀態(tài)閾值模糊性的影響。 

【文章來(lái)源】：工程科學(xué)與技術(shù). 2020,52(02)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：11 頁(yè)

【部分圖文】：

重力壩地震動(dòng)力損傷分析方法示意圖

假設(shè)不考慮損傷狀態(tài)閾值的模糊性時(shí)，第i個(gè)損傷狀態(tài)對(duì)應(yīng)的損傷指標(biāo)的下限和上限為r i和ri+1；考慮模糊性時(shí)，左側(cè)和右側(cè)閾值的模糊區(qū)間分別為，如圖2所示。本文提出損傷狀態(tài)閾值的模糊區(qū)間和損傷指標(biāo)隸屬度函數(shù)的構(gòu)建原則如下：

Pine Flat重力壩作為重力壩抗震數(shù)值研究的典型算例，選取Pine Flat重力壩最高擋水壩段建立2維有限元非線性動(dòng)力分析模型。其壩體斷面尺寸如圖3(a）所示，該壩段高122.0 m，上游折坡段高102.1 m，坡比為1.00∶0.05，壩頂寬度為9.8 m，下游坡比為1.00∶0.78，地震發(fā)生時(shí)其壩前水深為116.0 m。在上下游方向和垂直方向分別截取2倍壩高為地基模擬范圍，建立壩與地基體系有限元模型，其中壩體網(wǎng)格如圖3(b）所示。采用CDP模型描述壩體的地震動(dòng)力非線性行為，地基采用線彈性模型，離散后的壩體和地基分別包含4 548和1 736個(gè)單元。為考慮動(dòng)水壓力作用，在上游壩面嵌入自定義附加質(zhì)量單元97個(gè)。Rayleigh阻尼系數(shù)根據(jù)線彈性分析得到的前兩階頻率計(jì)算，阻尼比取5%。動(dòng)力分析前先計(jì)算重力、靜水壓力和揚(yáng)壓力作用下的壩體初始應(yīng)力場(chǎng)，再將地震波時(shí)程從模型底部輸入，計(jì)算壩體動(dòng)力響應(yīng)。參考Alembagheri等[19]研究，Pine Flat重力壩材料參數(shù)和有限元模型參數(shù)如表2所示。

【參考文獻(xiàn)】：
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