【摘 要】
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为了合理利用我国西部高山峻岭中的丰富水资源,近年来一批200米至300米级的高混凝土拱坝正逐步修建完成,保障其在遭遇强地震作用时的安全性至关重要。随着人们对地震活动的认知不断深入,地震随机性等不确定性因素正逐步在结构的抗震设计中被考虑。地震易损性分析作为一种不确定性分析方法,已在多种结构领域中得到运用并取得了丰富成果。本文将其运用到高拱坝的抗震安全分析中,围绕其中的一些关键问题开展了研究。论文的主
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为了合理利用我国西部高山峻岭中的丰富水资源,近年来一批200米至300米级的高混凝土拱坝正逐步修建完成,保障其在遭遇强地震作用时的安全性至关重要。随着人们对地震活动的认知不断深入,地震随机性等不确定性因素正逐步在结构的抗震设计中被考虑。地震易损性分析作为一种不确定性分析方法,已在多种结构领域中得到运用并取得了丰富成果。本文将其运用到高拱坝的抗震安全分析中,围绕其中的一些关键问题开展了研究。论文的主要研究内容和成果如下。（1）对高拱坝动力分析模型进行了研究。针对地基阻尼比、地基截断范围和地基非均匀性进行了参数敏感性分析,并建议在分析中忽略地基阻尼比,考虑地基非均匀性,以及截断地基的延伸长度取两倍坝高。同时研究了人工地震记录的不确定性,验证了在高拱坝地震易损性分析中使用人工地震记录的合理性。（2）由于高拱坝地震易损性分析十分耗时,通过对大量实测地震记录进行统计,提出了一种基于加速度反应谱的地震记录截断方法。该方法考虑了高拱坝的结构特性,使地震记录截断时能兼顾计算结果的准确性与计算效率的提升。分析表明所提出的方法能保证结果准确,并比现有方法更节省计算时间。（3）提出以高拱坝震后第一阶自振频率的下降比例作为新的工程需求参数（EDP）,它与坝体损伤有较好的线性关系。据此,可以通过监测坝体基频的变化,判断坝体结构的震损状态。文中基于该EDP为高拱坝划分了三种极限状态,给出了相应的地震易损性曲线。（4）采用云分析（CLA）、多条带分析（MSA）和增量动力分析（IDA）方法进行了高拱坝地震易损性分析,并进行了综合比较。研究发现CLA与IDA均存在不同程度的局限性,而MSA的可靠程度最高,并在此基础上对易损性分析中需求水平的合理取值提出了建议。文中还对材料不确定性的影响以及适合高拱坝的最优地震强度参数（IM）进行了研究,发现材料不确定性只影响地震易损性函数中的标准差,谱加速度类IM与高拱坝动力响应相关性最好。（5）采用耐震时程法（ETA）构建主震-ETA余震序列,研究了高拱坝在主震损伤情况下极限抗震能力的变化规律,并提出极限抗震能力损失的概念。研究发现随着主震强度增大,高拱坝极限抗震能力损失增大。结合地震易损性分析成果,给出了高拱坝极限抗震能力损失曲线,为高拱坝抗震设计与震后评价提供了新的途径。
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