基于QUAKE/W均质土坝地震响应静力学分析计算

程 琦

(塔城地区水利水电勘察设计院，新疆 塔城 834700)

0 引 言

土石坝的抗震分析与计算，其目的在于通过使用各种可靠的计算方法，来得出土石坝在其设计地震动力作用的情况下，所发生的各种大坝动力响应，如坝体的位移变形、动应力、动应变和加速度等；并能够预测大坝可能产生的种种形式的破坏，如坝基失稳、裂缝、滑坡、渗漏、滑裂以及沉降等，从而来改进工程设计的缺陷，采取相应的地震加固措施，用以保证该土石坝的抗震稳定[1-3]。就目前来说，土石坝的抗震稳定性研究工作主要集中在大坝的动力分析、稳定性分析、坝基和坝体的液化分析和整体稳定性分析以及坝体永久变形等计算方面，但对于坝体渗漏或是裂缝等地震破坏形式目前仍缺乏相对可靠的计算分析方法[4]。

静力场分析程序基于有限元技术，可以计算坝体-坝基体系在自重、渗透力和其它外荷载约束下每一单元的初始应力分量[5]。同时,该程序可以模拟坝体施工过程和水库蓄水过程，进行分级加载，以便合理地计算坝体-坝基体系内各点的应力情况。程序中，采用邓肯-张模型来考虑静力非线性特性[6]。

1 工程概况

某水库位于Y市西北部的Z县，该水库大坝为均质土坝，坝型比较具有一般性。该水库以灌溉农田为主，大坝为均质土坝，坝轴线呈南北方向，两岸坡较陡，坝高52 m，坝顶宽6 m，长272 m，迎水坡坡比为1∶2.75，背水坡坡比为1∶2.5，背水坡设有宽2.5 m的马道，高为10 m的排水棱体，大坝坝顶高程1 369.00 m，正常蓄水位1 366.00 m。……