高海拔地区土石坝动力有限元分析

白曦妤 张文贤

摘 要：旁多水利枢纽工程位于西藏自治区林周县旁多乡，其采用的坝型是土石坝。本文采用等效线性有限元分析法，根据地震作用下旁多土石坝的地震计算结果，分析大坝峰值加速度、峰值位移、最大动剪应力、大主应力极值和小主应力极值等，最后对旁多土石坝在地震作用下的安全性进行综合评价，为西藏土石坝的抗震设计和施工等提供有效参考。

关键词：有限元法;地震;抗震设计

中图分类号：TV312文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）02-0041-05

Abstract： The Panduo Water Conservancy Project is located in Panduo Township， Linzhou County， Tibet Autonomous Region， and its dam type is earth-rock dam. By using equivalent linear finite element analysis method， this paper analyzed dam peak acceleration， peak displacement， maximum dynamic shear stress， extreme values of large principal stress and extreme values of small principal stress based on the seismic calculation results of the Pendo earth-rock dam under the action of earthquake， and comprehensively evaluated the safety of the Panduo earth-rock dam under the earthquake， in order to provide an effective reference for the seismic design and construction of the earth-rock dam in Tibet.

Keywords： finite element method;earthquake;seismic design

我国西部强震区土石坝施工难度大[1]，随着土石坝筑坝高度的增加，土石坝的稳定性会发生变化。为了保证土石坝抗震性能符合安全要求，人们要对实际工程进行地震分析。为了准确地计算土石坝的地震响应，最大限度地保证土石坝的抗震安全，许多研究人员不断摸索，大力创新，努力探寻更好的计算方法[2-4]。西藏旁多水利枢纽工程[5-6]位于拉萨河中游，本文采用等效线性有限元法对旁多土石坝进行二维动力有限元分析[7]，深入研究土石坝的结构性能，为西藏土石坝抗震设计和施工等提供参考。

目前，在地震反应分析中，常用的土体本构模型主要有两种，即等效线性模型和弹塑性模型[8-10]。弹塑性模型在理论上较为合理，其主要根据土体实际的屈服条件、硬化规律等条件建立，模型本身较为复杂，虽然比等效线性模型優越，但是实际计算中确定参数的真实值比较困难，而且建立和求解方程工作量大，耗时长，因此工程应用较少。……