【摘 要】
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随着我国水利水电工程建设的发展,我国许多已建或在建土石坝的坝高达到200m甚至300m级。这些高坝大多位于西南地区强烈地震带上,一旦在地震中出现事故,将会造成灾难性的后果
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随着我国水利水电工程建设的发展,我国许多已建或在建土石坝的坝高达到200m甚至300m级。这些高坝大多位于西南地区强烈地震带上,一旦在地震中出现事故,将会造成灾难性的后果。因此,抗震安全性是土石坝要解决的主要问题之一。目前,土石坝的抗震安全性分析通常采用有限元法。而筑坝土石料的动力模型参数是影响有限元分析结果的主要因素。筑坝土石料的动力模型参数一般通过室内动三轴、动单剪等试验确定的。而土石坝施工现场的坝料密度受施工工艺、施工方法和施工质量的影响,与室内验试密度存在差距。而密度又会影响土体的动力特性,因此实验室测定的土石料动参数与实际动参数存在差异,用实验室测定的动力计算参数进行坝体抗震分析,并不一定反映出实际的坝体情况。反演分析方法为确定土石坝的动力参数提供了新的途径,该方法充分利用坝体在地震中的响应信息,通过数值计算确定土石坝坝料的参数。但是有关土石坝动力参数反演研究还有很多不足,如一些学者仅反演动力模型中的部分参数、反演研究多以二维有限元模型为基础,没有考虑二维有限元模型和实际情况的差别等。针对以上问题,本文采用加速度反应谱作为目标函数,在二维和三维鲤鱼潭有限元模型的基础上通过粒子群优化算法来反演坝料的动剪模量系数K2、动剪模量参数K1、动剪模量指数n和最大阻尼比λmax,并探究了模量衰减曲线和阻尼比增长曲线对坝料动力特性的影响。MPI并行粒子群优化算法解决了反演计算慢、效率低的问题,保证了三维模型反演在时间上的可行性,实现了二维和三维鲤鱼潭初始应力状态对反演结果影响的研究。
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