高混凝土坝气幕隔震控制的模拟分析理论与试验验证  

作　　者：刘浩吾[1,2] 张少杰[1] 陈江[1] 孙曼[3] 孙磊[4] 李弋[1] 

机构地区：[1]四川大学水利水电学院,成都610065 [2]四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室,成都610065 [3]四川大学电气信息学院,成都610064 [4]中国核动力研究设计院,成都610041

出　　处：《中国科学：技术科学》2011年第11期1417-1429,共13页Scientia Sinica(Technologica)

基　　金：国家自然科学基金(批准号:90715026)资助项目

摘　　要：针对高坝动力灾变过程控制这一核心科学问题,首次提出高坝气幕隔震控制的液-气-固三相耦合建模理论和数值实现方法,给出三相强耦合-热力学状态-材料-接触/非接触双重非线性的复杂动力学问题的理论描述和气幕隔震高坝工程的动力灾变关键效应的全过程数值模拟;给出刚性坝-平面波简化情况的解析解.完成了高305m锦屏拱坝的地震灾变过程控制与非控制的对比模拟,结果与振动台实验相互印证,基本相符.提出整体式气室和变厚度优化气幕,发展了高坝控制优化方法.首次完成大型振动台拱坝隔震的模型实验并满足基本动力相似准则,实验数据合理可信,并与模型坝的动力模拟结果基本符合,为模拟理论方法提供了实验验证.数值模型与物理模型相结合的试验表明,动水压力削减可达70%以上,坝体第一/第三主应力峰值降低20%～30%以上,有效地提高了高坝工程的整体抗震能力,表明气幕减震是高混凝土坝防震控制的优先发展方向.

关 键 词：高混凝土坝气幕隔震 液体-气体-固体多场耦合 材料-几何双重非线性 大型振动台动力试验 地震动水压力 

分 类 号：TV642.1[水利工程—水利水电工程] TV312