【摘 要】
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随着我国西部大开发战略的实施,一大批规模庞大的水电站工程即将或已经在我国西部强震频发的地区兴建。由于受到地形条件限制,许多水电站的引水发电建物布置于江河两岸的山体
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随着我国西部大开发战略的实施,一大批规模庞大的水电站工程即将或已经在我国西部强震频发的地区兴建。由于受到地形条件限制,许多水电站的引水发电建物布置于江河两岸的山体中,形成纵横交错的大型地下洞室群。地震作用下,其安全稳定性成为水利工程建设和运行管理中需要解决的难点和热点之一。本文结合国家自然科学青年基金(50809013)和中国水利水电科学研究院开放基金(IWHR02009019)资助项目,就此开展了一些初步研究。地下结构动力响应分析中,人工边界的合理选择及相应的地震动输入方法,是一个非常重要的问题,直接关系到计算结果的准确性和可信度。本文结合大型有限元分析软件ANSYS,基于开放线性系统的波动理论,编制了适用于地下结构动力响应分析的子程序,成功实现了两种典型的局部人工边界——粘弹性人工边界(杜修力,2006)和多次透射人工边界(廖振鹏,2002)及其相应的地震动输入,并通过算例进行了验证。然后,以某地下工程实例为背景建立了平面应变有限元模型,初步得到了水电站地下洞室群的地震反应特点。此外,对于局部地形和地震波入射方向对洞室群动力响应的影响也进行了一定的探讨,并推导了SV波斜入射时的波动输入公式。为了使建模和分析更为符合实际,对某大型抽水蓄能电站地下洞室群根据其地表地形、实际布置及尺寸特点,建立了全三维动力分析模型,并基于粘弹性边界及相应的地震动输入方法进行了三维动力时域分析,并对计算成果进行了论述和说明。最后,总结了地下洞室群地震响应的一些规律,并对后续工作进行了展望。
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