本文關(guān)鍵詞：基于損傷和位移的重力壩地震易損性分析研究

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【摘要】：地震是引起重力壩破壞的主要災(zāi)害之一,故開(kāi)展其抗震安全研究是十分必要的。地震易損性分析可以預(yù)測(cè)不同水平地震作用下重力壩發(fā)生破損的概率,可為壩體結(jié)構(gòu)抗震安全評(píng)價(jià)、損失估計(jì)和抗震減災(zāi)策略提供依據(jù)。本文針對(duì)重力壩地震易損性分析中存在的抗力指標(biāo)參數(shù)敏感性大且難以獲取、震害等級(jí)劃分難以定量等問(wèn)題,選取重力壩損傷和位移為抗力指標(biāo),確定了相應(yīng)的震害等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合SAC-FEMA(美國(guó)聯(lián)邦緊急事務(wù)管理局方法)超越概論分析法,建立了基于損傷和位移的重力壩地震易損性分析方法,主要研究?jī)?nèi)容如下：(1)考慮了能量耗散、裂縫開(kāi)裂路徑比及開(kāi)裂位置的影響,建立了基于損傷指數(shù)的重力壩地震易損性分析方法。首先,考慮到能量耗散、裂縫開(kāi)裂路徑比及開(kāi)裂位置對(duì)重力壩損傷的重要影響,將這些因素引入到整體損傷指數(shù)加權(quán)分析中,選取相應(yīng)的整體損傷指數(shù)作為抗力指標(biāo),通過(guò)揭示抗力指標(biāo)與破壞形態(tài)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,同時(shí)參考已有損傷震害等級(jí)定級(jí)方法,提出了五級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)及性能水準(zhǔn)；然后,采用非線性動(dòng)力時(shí)程分析得到重力壩的地震損傷響應(yīng),結(jié)合SAC-FEMA的易損性概率分析方法,建立了基于損傷的重力壩地震易損性分析方法。(2)選取壩頂和壩頸順河向位移作為抗力指標(biāo),建立了基于位移的重力壩地震易損性分析方法。首先,對(duì)比研究了現(xiàn)有重力壩易損性抗力指標(biāo)的優(yōu)缺點(diǎn),選取壩頂和壩頸順河向位移作為抗力指標(biāo),通過(guò)揭示抗力指標(biāo)與破壞形態(tài)及整體損傷指數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,提出了震害等級(jí)的五級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)及性能水準(zhǔn)；然后,采用非線性動(dòng)力時(shí)程分析得到重力壩的地震位移響應(yīng),結(jié)合SAC-FEMA的易損性概率分析方法,建立了基于位移的重力壩地震易損性分析模型,可計(jì)算重力壩在不同強(qiáng)度地震作用下發(fā)生各級(jí)震害的概率,為重力壩地震災(zāi)害預(yù)測(cè)和災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析提供初步評(píng)價(jià)的理論依據(jù)。(3)對(duì)比分析了地震動(dòng)參數(shù)(地震峰值加速度)PGA和(地震動(dòng)輸入譜加速度)Sa與結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的相關(guān)性、有效性,建議選擇Sa作為重力壩地震易損性分析中的地震動(dòng)參數(shù)。在基于損傷和位移的重力壩易損性分析中,以相關(guān)性參數(shù)ζ=ζ=βDIM/b為依據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,表明Sa與重力壩地震響應(yīng)的相關(guān)系高于PGA的相關(guān)性,由此建議在重力壩地震易損性分析中選取Sa作為地震動(dòng)參數(shù)。
【關(guān)鍵詞】：重力壩 地震易損性 位移 損傷 抗力指標(biāo) 震害等級(jí)
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TV642.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-25
• 1.1 研究背景與意義11-13
• 1.2 結(jié)構(gòu)地震易損性分析方法的研究進(jìn)展13-19
• 1.2.1 地震易損性概述13-14
• 1.2.2 地震易損性的基本步驟14-17
• 1.2.3 地震易損性的分析方法17-19
• 1.3 結(jié)構(gòu)地震易損性抗力指標(biāo)及震害等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)展19-22
• 1.3.1 地震易損性抗力指標(biāo)分類19-20
• 1.3.2 震害等級(jí)的劃分方法20-22
• 1.4 重力壩地震易損性研究現(xiàn)狀22-24
• 1.5 主要研究?jī)?nèi)容24-25
• 第二章 重力壩非線性動(dòng)力響應(yīng)分析及驗(yàn)證25-42
• 2.1 非線性動(dòng)力時(shí)程分析計(jì)算原理25-29
• 2.1.1 動(dòng)力有限元理論25-26
• 2.1.2 損傷本構(gòu)理論26-28
• 2.1.3 混凝土彈塑性損傷本構(gòu)模型與參數(shù)28-29
• 2.2 地震動(dòng)的選擇和輸入29-37
• 2.2.1 地震動(dòng)輸入的選擇29-33
• 2.2.2 地震動(dòng)強(qiáng)度的表征33-34
• 2.2.3 地震作用參數(shù)指標(biāo)與壩體響應(yīng)的相關(guān)性研究34-35
• 2.2.4 結(jié)構(gòu)-地基相互作用模型35-37
• 2.3 重力壩地震響應(yīng)分析的驗(yàn)證算例37-41
• 2.3.1 Koyna壩震害情況37-38
• 2.3.2 Koyna壩建模38-39
• 2.3.3 Koyna結(jié)果分析39-41
• 2.4 小結(jié)41-42
• 第三章 基于損傷指數(shù)的重力壩易損性分析42-60
• 3.1 概述42-43
• 3.2 地震易損性分析43-47
• 3.2.1 地震易損性分析基本概念43-44
• 3.2.2 地震易損性步驟及流程圖44-45
• 3.2.3 重力壩地震響應(yīng)計(jì)算模型及方法45-46
• 3.2.4 地震易損性概率分析方法46-47
• 3.3 重力壩的損傷指數(shù)評(píng)價(jià)模型47-52
• 3.3.1 損傷耗能的分析47-48
• 3.3.2 重力壩局部損傷指數(shù)的應(yīng)用48-49
• 3.3.3 重力壩的整體損傷指數(shù)評(píng)價(jià)模型49-51
• 3.3.4 整體損傷指數(shù)模型的驗(yàn)證51-52
• 3.4 震害等級(jí)的劃分52-53
• 3.5 重力壩概率地震易損性分析53-56
• 3.5.1 概率地震需求模型53-54
• 3.5.2 結(jié)構(gòu)反應(yīng)概率需求模型分析結(jié)果54
• 3.5.3 結(jié)構(gòu)易損性曲線54-56
• 3.6 基于Sa的損傷指數(shù)易損性分析及與PGA的對(duì)比56-59
• 3.6.1 重力壩自振頻率和振型56
• 3.6.2 Sa概率需求模型56-57
• 3.6.3 Sa易損性曲線57-58
• 3.6.4 對(duì)應(yīng)于整體損傷指數(shù)響應(yīng)兩個(gè)地震強(qiáng)度指標(biāo)的易損性曲線的對(duì)比58-59
• 3.7 小結(jié)59-60
• 第四章 基于位移的重力壩易損性分析60-74
• 4.1 概述60
• 4.2 基于位移的重力壩地震易損性分析流程圖60-61
• 4.3 重力壩概率地震需求模型61-62
• 4.4 重力壩抗力指標(biāo)的選擇和震害等級(jí)劃分62-65
• 4.5 重力壩地震易損性曲線65-67
• 4.6 基于Sa的易損性分析及與PGA的對(duì)比67-69
• 4.6.2 Sa概率需求模型67-68
• 4.6.3 Sa易損性曲線68-69
• 4.6.4 重力壩概率地震分析在不同地震強(qiáng)度指標(biāo)的易損性曲線對(duì)比69
• 4.7 基于損傷指數(shù)和位移的聯(lián)合抗力指標(biāo)的結(jié)構(gòu)地震易損性分析69-72
• 4.7.1 基于變形和損傷的抗震性能評(píng)估方法分析步驟69-70
• 4.7.2 基于損傷和位移的重力壩地震易損性分析70-72
• 4.8 小結(jié)72-74
• 第五章 結(jié)論與展望74-76
• 5.1 結(jié)論74-75
• 5.2 展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-81
• 致謝81-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間學(xué)術(shù)論文情況83-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目84

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本文編號(hào)：679830