土石壩地震可靠度分析.pdf

1、20世紀(jì)50年代以來，國內(nèi)外在強(qiáng)地震區(qū)建造的土石壩日漸增多。今后幾十年，特別是在中國，將有更多的土石壩在強(qiáng)地震區(qū)興建，從而使這一工程的抗震技術(shù)日益受到關(guān)注。
　　土石壩的抗震設(shè)計(jì)存在大量的不確定性，包括土性參數(shù)的不確定性、計(jì)算模型參數(shù)的不確定性、模型尺寸的不確定性以及地震荷載的不確定性等等，以往的設(shè)計(jì)中，工程設(shè)計(jì)人員常常把實(shí)際工程中的這些不確定性歸結(jié)為一個(gè)確定性的安全系數(shù)上，對(duì)于靜力計(jì)算通常會(huì)預(yù)留出較富裕的安全儲(chǔ)備，但對(duì)于隨機(jī)性很

2、強(qiáng)的地震作用，安全系數(shù)很高的土石壩可能因?yàn)橐淮蔚卣鹱饔镁统霈F(xiàn)永久性的破壞，這與地震動(dòng)的峰值加速度、卓越周期以及持時(shí)都有很大關(guān)系。
　　本文基于傳統(tǒng)定值設(shè)計(jì)法的不足，考慮地震動(dòng)的隨機(jī)性，用可靠度指標(biāo)評(píng)價(jià)土石壩的安全程度。同時(shí)，文中對(duì)比了多種傳統(tǒng)可靠度計(jì)算方法，認(rèn)為以往的可靠度分析方法主要分為靜力和動(dòng)力兩類，靜力可靠度方法多用來解決材料參數(shù)以及方法本身的不確定性，對(duì)于地震動(dòng)的隨機(jī)性，往往不能獨(dú)立使用;可靠度方法主要是基于隨機(jī)振動(dòng)首次超

3、越概率理論提出的可靠度計(jì)算公式，這種方法應(yīng)用理論多、難度大、成果較少且計(jì)算過程復(fù)雜。鑒此，本文引用了一種解決土石壩地震可靠度的簡(jiǎn)便思路—響應(yīng)極值分布法，通過考察土石壩地震響應(yīng)極值的概率分布，給出了土石壩在一系列符合某場(chǎng)地地震統(tǒng)計(jì)特性的地震動(dòng)作用下結(jié)構(gòu)直觀的失效概率和可靠度指標(biāo)。在此思路基礎(chǔ)上，本文做了以下幾項(xiàng)工作:
　　(1)通過時(shí)域和頻域內(nèi)雙重非平穩(wěn)性的地震動(dòng)模型，人工合成了大量峰值加速度滿足某種分布規(guī)律的隨機(jī)地震波，考察了某些

4、土石壩地震響應(yīng)（壩頂加速度反應(yīng)、加速度放大倍數(shù)、壩坡安全系數(shù)、壩體豎向永久變形）的概率分布，分析了地震參數(shù)（震級(jí)、震中距）對(duì)這些響應(yīng)分布的影響情況。
　　(2)將壩坡最小安全系數(shù)的分布擬合為概率密度函數(shù)，計(jì)算了土石壩壩坡地震作用下的失效概率和可靠度指標(biāo)，列出了最小安全系數(shù)不同的臨界值下土石壩的失效概率參考值。
　　(3)將土石壩壩頂豎向永久變形量的分布擬合為概率密度函數(shù)，計(jì)算了土石壩由于震陷而導(dǎo)致的失效概率和可靠度指標(biāo)，用《