現(xiàn)代水利水電工程抗震防災(zāi)研究與進(jìn)展

前言

　　中國是世界上水力資源最豐富的國家，809／6集中在西部地區(qū)。水力資源理論蘊藏量、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可開發(fā)量、已建和在建開發(fā)量等多項指標(biāo)均居世界首位，但是其開發(fā)程度較低。發(fā)達(dá)國家水電的平均開發(fā)度已在60％以上，截至2007年，中國水電能源開發(fā)利用率僅為25％?！　∵M(jìn)入21世紀(jì)，能源已經(jīng)成為影響經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的重要問題。中國的能源結(jié)構(gòu)中，煤炭一直占據(jù)著絕對主導(dǎo)的地位。煤炭、石油都是消耗性的、不可再生的資源，對生態(tài)環(huán)境有較大影響。風(fēng)能、太陽能、生物能、核能在可見的未來還很難成為能源供應(yīng)的主角，因而水電能源引起了人們廣泛關(guān)注。水電是目前能大規(guī)模開發(fā)利用、減緩煤電環(huán)境污染、優(yōu)化電力結(jié)構(gòu)的清潔可再生綠色環(huán)保能源，大力開發(fā)利用可以改善我國的能源結(jié)構(gòu)，是保障未來我國能源供應(yīng)的重要舉措，對我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展具有重大意義。　　我國又是一個多地震國家，“5.12”汶川大地震的影響波及全國，震中及周邊地區(qū)震災(zāi)十分嚴(yán)重，人民生命財產(chǎn)遭受了巨大損失，基礎(chǔ)設(shè)施受到嚴(yán)重破壞，部分水利水電工程遭受嚴(yán)重?fù)p失?！?.12”汶川大地震對我國的高壩建設(shè)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。地震高烈度地區(qū)能否進(jìn)行大規(guī)模水電開發(fā)，成為全中國乃至全世界關(guān)注的焦點問題！　　西部地區(qū)是我國水能資源最豐富的地區(qū)之一，主要水能資源集中在岷江、大渡河、雅礱江、金沙江、瀾滄江、怒江等流域，這些地區(qū)處于新構(gòu)造運動強(qiáng)烈、地質(zhì)環(huán)境極不穩(wěn)定的高山峽谷區(qū)，為強(qiáng)烈地震和地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)區(qū)。目前在建和擬建一系列200～300m級的世界級高壩，其中小灣、構(gòu)皮灘、溪洛渡、白鶴灘、錦屏、糯扎渡、拉西瓦、烏東德、大崗山等戰(zhàn)略性高壩工程，規(guī)模巨大、地震烈度高，面臨一系列世界級難題。高壩大庫一旦潰決，將對大壩下游造成滅頂之災(zāi)，給人民生命及財產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p失?，F(xiàn)行的抗震設(shè)計規(guī)范已經(jīng)不能完全滿足高壩抗震設(shè)計的要求，大壩的抗震防災(zāi)研究成為水電領(lǐng)域前沿性的重要研究課題，抗震安全成為工程建設(shè)中的關(guān)鍵。

內(nèi)容概要

　　我國的水利水電工程抗震防災(zāi)工作有了長足的進(jìn)步，取得了大量可喜的成就，積累了一大批成功經(jīng)驗，“5.12”汶川大地震取得了大量震區(qū)水利水電工程第一手資料?！冬F(xiàn)代水利水電工程抗震防災(zāi)研究與進(jìn)展》收集了第二屆全國水工抗震防災(zāi)學(xué)術(shù)交流會的110篇專題論文，總結(jié)了現(xiàn)代水利水電工程抗震防災(zāi)最新研究成果，介紹了汶川地震震后水工建筑物震損調(diào)查、震害分析、災(zāi)害評估及修復(fù)加固、水工建筑物抗震分析與設(shè)計、抗震試驗研究方法和技術(shù)、材料動態(tài)特性、水工結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測與監(jiān)測、健康診斷與鑒定、水庫誘（觸）發(fā)地震監(jiān)測、預(yù)測和預(yù)警、水電工程抗震措施、抗震安全評價體系以及工程結(jié)構(gòu)振動、爆炸與沖擊等內(nèi)容?！　　冬F(xiàn)代水利水電工程抗震防災(zāi)研究與進(jìn)展》可為從事水利水電工程抗震防災(zāi)科研、設(shè)計、施工、運行管理的有關(guān)人員閱讀，也可供高等院校及科研院所的工作人員參考。

書籍目錄

前言關(guān)于高壩大庫與水庫地震的問題基于聯(lián)合有限——離散元法的混凝土重力壩地震破壞過程仿真馬堵山重力壩地震響應(yīng)三維有限元分析基于Monte Carlo法的土石壩地震滑坡概率分析董箐面板堆石壩三維動力反應(yīng)分析勐野江面板堆石壩二維動力反應(yīng)分析基于圖像處理技術(shù)的混凝土細(xì)觀動力破損過程CT分析混凝土細(xì)觀損傷特性的CT研究錦屏一級水電站高拱壩整體抗震安全性研究紫坪鋪大壩壩頂護(hù)欄震損情況及啟示地震作用下重力壩動力響應(yīng)的有限元分析人工黏彈性邊界的接觸非線性問題在FEPG中的實現(xiàn)長河壩動力離心模型試驗研究強(qiáng)地震的區(qū)域和時域預(yù)測方法探討與水庫誘發(fā)地震研究方法探討沙牌拱壩經(jīng)受了超強(qiáng)地震的考驗近斷層地震動的速度脈沖效應(yīng)對大壩地震損傷反應(yīng)的影響基于流固耦合數(shù)值方法的尾水渦帶誘發(fā)尾水管振動分析威遠(yuǎn)江泄洪洞獨立進(jìn)水塔結(jié)構(gòu)抗震分析強(qiáng)震區(qū)心墻土石壩地震反應(yīng)三維非線性分析混凝土拱壩壩體一地基一庫水相互作用的地震反應(yīng)分析考慮可壓縮庫水作用混凝土拱壩的動力特性和地震反應(yīng)分析PS測井在工程場地評價中的應(yīng)用大型梁式渡槽動力建模方法研究巖體裂隙網(wǎng)絡(luò)非線性非立方滲流研究與應(yīng)用淤沙的塑性性質(zhì)對混凝土壩地震反應(yīng)的影響研究弧形閘門三維有限元抗震分析復(fù)雜巖基上重力壩壩基穩(wěn)定綜合法試驗研究堆石料動力變形特性的尺寸效應(yīng)研究混凝土重力壩極限抗震能力初探考慮樁土相互作用的渡槽隔震簡化動力分析劍科心墻堆石壩三維地震反應(yīng)分析飽和土中單樁豎向振動分析簡化計算方法烏東德拱壩非線性地震反應(yīng)分析周年回眸：汶川大地震告訴我們什么結(jié)論？砂土的P-Z模型及振動臺試驗驗證基于AR法的渡槽結(jié)構(gòu)脈動風(fēng)模擬海洋平臺結(jié)構(gòu)Pall型摩擦阻尼隔振控制研究基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的裂縫轉(zhuǎn)異荷載診斷水電工程輸入地震動設(shè)定的新方法帶黏滯阻尼器的大懸挑網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的減震控制研究小灣拱壩濕篩混凝土動態(tài)彎拉應(yīng)變率效應(yīng)試驗研究汶川地震給水電工程防震抗震工作的啟示加筋砂礫料殘余變形特性研究鄒德高畢靜徐映秀灣水電站大型地下洞室群三維非線性損傷地震響應(yīng)數(shù)值分析碾壓混凝土重力壩攔污柵墩結(jié)構(gòu)預(yù)留槽施工方案抗震性能分析基于約束模態(tài)綜合法的土層等效線性化分析恩子坪2號滑坡變形特征及穩(wěn)定分析高地震烈度區(qū)特高拱壩抗震設(shè)計亭子口上閘首應(yīng)力變形與抗滑穩(wěn)定靜動力分析研究電站廠房鋼襯蝸殼不同埋設(shè)方式的抗震分析沙牌水電站工程震損特點分析大崗山雙曲拱壩抗震分析研究等效三維一致黏彈性邊界單元及其在拱壩抗震分析中的應(yīng)用地震作用下水工結(jié)構(gòu)剛度和基底應(yīng)力變化不同加載率對混凝土試件動力特性的影響研究引入接觸單元的細(xì)觀混凝土數(shù)值模擬與CT試驗驗證基于CT的混凝土動力破壞過程的試驗技術(shù)研究附加質(zhì)量模型和壩庫系統(tǒng)流固耦合模型的比較分析行波激勵下的連續(xù)梁橋地震反應(yīng)分析ADINA多物理場分析軟件在水利工程中的應(yīng)用工作應(yīng)變模態(tài)時域識別方法研究水工結(jié)構(gòu)動接觸問題的組合網(wǎng)格算法碾壓混凝土重力壩動力模型破壞試驗研究混凝土材料非線性對拱壩抗震安全評定的影響研究地震輸入方式對樁一土一結(jié)構(gòu)體系地震動力相互作用特性的影響研究水閘震害調(diào)查與分析混凝土材料SHPB試驗與本構(gòu)關(guān)系研究高拱壩動力時程分析及安全評價加筋邊坡振動臺模型試驗研究基于概率的混凝土重力壩地震反應(yīng)分析基于強(qiáng)震記錄的二灘拱壩模態(tài)參數(shù)識別水電站進(jìn)水塔結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計研究小型泥石流攔擋拱壩簡化計算方法及其應(yīng)用基于等效峰值能量的建筑物爆破振動安全評價探討深圳抽水蓄能電站上下水庫大壩抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的探討基于反應(yīng)譜法的重力壩有限元等效動應(yīng)力分析考慮橫縫非線性作用的拱壩拱梁分載動力分析方法高拱壩減震控制的動力耦合理論與數(shù)值仿真飽和土中樁樁豎向動力相互作用及群樁豎向振動爆破荷載作用下巖石裂紋擴(kuò)展判據(jù)及FLAC3D模擬研究系統(tǒng)聚類分析法在堤壩滲漏中應(yīng)用地震作用下混凝土壩孔口應(yīng)力分析的動力子模型法考慮余震影響的大跨度斜拉橋抗震反應(yīng)分析碾壓混凝土重力壩整體三維非線性有限元地震反應(yīng)分析關(guān)于高土壩地震反應(yīng)分析中阻尼模型的討論土壩地震反應(yīng)行波共振效應(yīng)研究基于抗震新規(guī)范下糯扎渡大橋的抗震驗算矩型渡槽槽一水耦合體高階共振特性研究橫觀各向同性對碾壓混凝土重力壩動力特性的影響庫底淤沙對重力壩地震響應(yīng)的影響深覆蓋砂層地基上攔河大壩抗震液化分析地震動反應(yīng)譜時程變化特性研究樁身幾何和材料間耦合效應(yīng)對應(yīng)力波彌散特性的影響考慮橫縫非線性作用的拱壩拱梁分載動力分析方法雙江口心墻堆石壩地震殘余變形和破壞模式的振動臺模型試驗研究紫坪鋪面板壩汶川地震震害及高土石壩抗震減災(zāi)研究設(shè)想水電站地下廠房洞室群地震反應(yīng)顯式有限元分析雙江口心墻堆石壩振動臺模型試驗研究強(qiáng)震區(qū)軟基上泵站地下連續(xù)墻注漿加固方案研究福州市桔園洲防洪堤液化穩(wěn)定性有限元分析高心墻堆石壩的極限抗震能力研究鞭梢效應(yīng)對大壩抗震減震的影響研究汶川地震災(zāi)區(qū)大中型水電工程震損調(diào)查與初步分析汶川地震中紫坪鋪混凝土面板堆石壩的抗震特性初步分析拱壩橫縫鍵槽對壩體應(yīng)力變形的影響研究

章節(jié)摘錄

　　力場比較是較為微弱的。因此，只是起到了觸發(fā)作用?！　。?）庫水觸發(fā)水庫地震需要有一定的地震地質(zhì)和水文地質(zhì)背景條件，即在庫區(qū)內(nèi)及其鄰近地、區(qū)有發(fā)震構(gòu)造；該發(fā)震構(gòu)造在建庫前已接近臨界狀態(tài)；庫區(qū)存在蓄水后庫水由庫盆向巖層深部滲透的水文地質(zhì)條件。顯然，具備這些背景條件的高壩大庫并不多，因此在各國已建的眾多高壩大庫中，發(fā)生較強(qiáng)的構(gòu)造型水庫地震的震例極少?！　。?）構(gòu)造型水庫地震與其所觸發(fā)的天然地震實際并無本質(zhì)差異，其主震震級不會超過被觸發(fā)斷層的可能發(fā)生的天然地震的震級上限。　?。?）庫水滲透過程使其主震發(fā)生時間滯后，震源深度相對較淺。　?。?）在無區(qū)域性活動斷裂的情況下，庫水滲透影響范圍一般不會超過庫區(qū)的第一分水嶺，從而確定了水庫地震歸屬的空間范圍?！　。?）就斷層性狀而言，按照摩爾一庫侖理論，從庫水作用對斷層面應(yīng)力狀態(tài)影響的分析看，庫區(qū)的重力荷載無助于各類斷層兩側(cè)的相對錯動，而在庫水滲壓作用下的走滑斷層和正傾斷層較之逆沖斷層更易于被觸發(fā)四川，迄今全球已有的4個震級為6.0～6.5 級的構(gòu)造型水庫地震，其發(fā)震斷層都是正斷層或走滑斷層，而非逆沖斷層?！　』谝陨戏治黾皩σ延兴畮斓卣鹫鹄慕y(tǒng)計結(jié)果，從水庫蓄水后庫區(qū)發(fā)生的地震中判斷其是否與蓄水有關(guān)的判別標(biāo)志大致可歸納為以下幾點：　?。?）從時間相關(guān)性看，一般在水庫蓄水或水位有較大變動的初期，微震活動的頻度和強(qiáng)度與該地區(qū)建庫前的本底地震比較會有顯著增加，且常與水位變化有一定的相關(guān)性。對于構(gòu)造型水庫地震，主震發(fā)生的時間上往往會較水位變化滯后。在水庫蓄至最高水位后，或主震發(fā)生以后，隨著庫區(qū)巖體應(yīng)力的逐漸調(diào)整，庫區(qū)地震活動性也逐漸回復(fù)至該地區(qū)的本底狀態(tài)?！　。?）從空間相關(guān)性看，受庫水沿斷裂帶滲透范圍所限，一般認(rèn)為震中應(yīng)位于水庫邊緣5～lOkm左右的范圍以內(nèi)。對非構(gòu)造型水庫地震，其震中一般呈團(tuán)狀散布。一般都可在空間位置上找到對應(yīng)的巖溶或礦洞等對應(yīng)地段。對構(gòu)造型水庫地震，除了從震中位置分布及強(qiáng)度變化趨勢判別外，往往要作更多的監(jiān)測分析?！　。?）從地震地質(zhì)環(huán)境看，水庫蓄水引發(fā)地震需要有特定的地震地質(zhì)環(huán)境條件。庫區(qū)內(nèi)要存在引發(fā)構(gòu)造型水庫地震的發(fā)震斷裂構(gòu)造和庫水向深部滲透的水文地質(zhì)條件；或者存在引發(fā)非構(gòu)造型地震的裂隙巖體、巖溶或礦洞等地段。需要指出的是，斷層本身也并非都是透水通道，有的老斷層可能是阻水的，需要分析鑒別?！　。?）從地震本身的特征看，與天然地震相比較，水庫觸發(fā)地震的震源較淺，一般在5km左右；其地震動隨震中距衰減較快；非構(gòu)造型水庫地震多為微震群型；構(gòu)造型水庫地震與天然的構(gòu)造型地震并無本質(zhì)差異，但前者一般都為前震一主震一余震型，迄今全球已有的4個震級為6.1～6.5級的構(gòu)造型水庫地震都屬此類型；主震與最大余震的比值高；在震級一頻度關(guān)系中的b值也較高；地震動加速度的主頻及垂直和水平分量的比值都較高；同樣震級下的地面震感稍強(qiáng)。　　對與水庫蓄水有關(guān)的地震安全性的評價，首先要根據(jù)庫區(qū)內(nèi)斷層的活動性及其性狀和規(guī)模、庫盆向巖體深部的滲透條件、壩高、庫容、巖性及結(jié)構(gòu)面和巖溶的發(fā)育程度等主要影響因素，確定可能發(fā)生水庫觸發(fā)地震的庫段；各庫段可能的最大震級，則主要基于國內(nèi)外已有的水庫觸發(fā)地震事例和工程類比原則，根據(jù)主要影響因素，采用確定性方法進(jìn)行綜合評定，或者以各種聚類分析方法給出不同震級段的發(fā)生概率。

編輯推薦

　　《現(xiàn)代水利水電工程抗震防災(zāi)研究與進(jìn)展》為紀(jì)念汶川地震一周年而作。

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