混凝土坝流激响应分析与性状诊断方法研究进展

魏博文，李火坤，黎良辉

（南昌大学建筑工程学院，江西 南昌，330031）

0 引言

我国水能资源可开发容量及高坝在役数量和坝高均居世界首位，其长效健康服役关系到整个水利工程的安危，已成为关乎国计民生、社会稳定的公共安全问题，同时，“重大灾害监测和防御”、“重大生产事故预警与救援”也已被列入国家中长期科技发展规划的“公共安全”重点领域及其优先主题[1，2]。服役期高混凝土坝受静、动荷载与不确定环境因素协同作用，致使处在服役期的老坝裂缝不断扩展及坝体累积损伤愈发加剧，严重影响了大坝的正常运行和健康服役[3，4]。

泄流结构在宣泄洪水时，强烈紊动的水流往往携带巨大的能量，极易造成其强烈振动甚至结构的破坏，同时由泄流诱发的结构振动也是水利水电工程运行中出现的普遍现象[5]。对于传统研究提升高坝泄水建筑物安全性能方面，大多专注于优化泄水建筑物设计研究以提高其安全性，其优化设计的主要依据是物理模型试验结果并辅以数值仿真分析成果，然而目前水工模型试验结果因高速多相流的相似率及工程运行工况与物理试验存在一定偏差，更难以考量运行期混凝土坝受高水头及波浪拍振等静动荷载的累积损伤及结构初始缺陷等[6]。目前对大坝安全监测、观测资料分析研究，多集中于坝体静态效应量及荷载的监测体系等方面（主要包括变形监测、渗流监测、应变应力监测、环境量等）；对坝体泄水结构的观测手段侧重于水力学要素观测（动水压力观测、渗压观测、流速观测等），但仅凭单一水力学监测分析成果难以诠释其工作性态并及时判诊内在病症及隐患[7]。……