3 面板堆石坝非线性动力分析

3.1 有限元模型

对河口村面板堆石坝建立有限元模型,该模型主要是8节点六面体单元,考虑到坝体的实际形状,部分单元采用三棱柱进行过渡,共计9862个单元、11489个节点。

3.2 动力计算参数

本次动力计算所采用的相关参数见表1(固结比为1.5)和表2。

表1 坝料在不同动剪应变下的剪切模量比和阻尼比表

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表2 坝料的剪切模量系数和指数表

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3.3 加速度输入

坝体的动力反应计算需考虑“正常蓄水位+地震”工况。根据该工程所在的坝址场地地震资料,在设计地震工况下,基岩输入地震加速度取100年超越概率2%的峰值强度为0.201g,地震响应持续的时间取24s。地震波输入方向如下:x方向为沿原河流方向;y方向为沿高程方向,依据水工建筑物抗震设计规范,将其峰值折减2/3;z方向为沿坝轴方向。100年超越概率2%的地震加速度时程曲线见图1。计算中将整个地震历程划分为24个大时段,每个大时段又划分为50个小时段,因此积分计算的时间步长为0.02s。

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图1 地震加速度时程曲线图