陈厚群院士有关大坝场地地震动输入问题

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1、有关大坝场地地震动输入问题的有关大坝场地地震动输入问题的汇报和求教IWHR中国水利水电科学研究院中国水利水电科学研究院中国水利水电科学研究院中国水利水电科学研究院机机 遇遇 和和 挑挑 战战我国水能资源十分丰富,理论蕴藏量约我国水能资源十分丰富,理论蕴藏量约为为6.676.67亿亿KWKW,根据最新调查结果,可开根据最新调查结果,可开发容量可达发容量可达5.295.29亿亿KWKW。均居世界首位。均居世界首位。开发程度不足开发程度不足20%20%。水电水电是我国当前为缓解电力紧缺、改善是我国当前为缓解电力紧缺、改善以燃煤为主的能源结构、提高供电质量以燃煤为主的能源结构、提高供电质量和安全的、唯

2、一可大量商业化开发的、和安全的、唯一可大量商业化开发的、可再生的、清洁能源。可再生的、清洁能源。我国水能资源的我国水能资源的80%80%集中于西部,特别集中于西部,特别是西南地区。该地区开发程度不足是西南地区。该地区开发程度不足10%10%。水电开发水电开发是是“西部大开发西部大开发”战略中的战略中的重要环节,是重要环节,是“西电东送西电东送”的依托、的依托、全国联网的核心、对于带动西部经济全国联网的核心、对于带动西部经济高速发展、脱贫致富、将其资源优势高速发展、脱贫致富、将其资源优势转变为经济优势,改善西部脆弱生态转变为经济优势,改善西部脆弱生态环境、均有重大作用。环境、均有重大作用。大力发

3、展水电十分必要,也是难得的大力发展水电十分必要,也是难得的历史机遇。历史机遇。12608525363761801149054725436200200400600800100012001400ChinaRussiaCanadaUSANorwayJapanSwedenAustriaFranceItalySwitzerlandGermany经济可开发量(经济可开发量(109kWh/年)年)1999年发电量(年发电量(109kWh)(2002)21.5%中国水能资源开发潜力巨大中国水能资源开发潜力巨大80%80%在西部在西部在西部在西部我国是多地震国家,我国是多地震国家,西部是主要高地震区西部是主要高

4、地震区 高地震区和深山陡谷的高水头坝址都由强烈区域性地质构造形成,西部水电开发难以避让高地震区。西部地区有许多地质地形条件宜于修建调节性能较好、西部地区有许多地质地形条件宜于修建调节性能较好、西部地区有许多地质地形条件宜于修建调节性能较好、西部地区有许多地质地形条件宜于修建调节性能较好、且淹没和移民数量较少的且淹没和移民数量较少的且淹没和移民数量较少的且淹没和移民数量较少的高拱坝高拱坝高拱坝高拱坝工程坝址。工程坝址。工程坝址。工程坝址。龙羊峡拱坝龙羊峡拱坝最大坝高:最大坝高:178m设计地震:设计地震:0.24g拉西瓦拉西瓦拱坝拱坝最大坝高:最大坝高:250m设计地震:设计地震:0.20g溪洛

5、渡溪洛渡拱坝拱坝最大坝高:最大坝高:273m设计地震:设计地震:0.32g锦屏一级锦屏一级拱坝拱坝最大坝高:最大坝高:305m设计地震:设计地震:0.2g二滩拱坝二滩拱坝最大坝高:最大坝高:240m设计地震:设计地震:0.2g小湾小湾拱坝拱坝最大坝高:最大坝高:292m设计地震:设计地震:0.31g白鹤滩白鹤滩拱坝拱坝最大坝高:最大坝高:275m设计地震:设计地震:0.325g大岗山大岗山拱坝拱坝最大坝高:最大坝高:210m设计地震:设计地震:0.557g地震作用和地震作用和200200m m以上高拱坝结构地震反以上高拱坝结构地震反应都十分复杂。迄今,国内外在强地震应都十分复杂。迄今,国内外在

6、强地震区修建高拱坝的工程实践经验很少,更区修建高拱坝的工程实践经验很少,更无经受过强震考验的事例。而其一旦遭无经受过强震考验的事例。而其一旦遭受震害失事,次生灾害后果将十分严重。受震害失事,次生灾害后果将十分严重。高坝大库抗震安全必须谨慎对待高坝大库抗震安全必须谨慎对待面对缺乏先例的新的问题和挑战面对缺乏先例的新的问题和挑战亟需建立大坝抗震的创新理念亟需建立大坝抗震的创新理念 坝址地震动输入坝址地震动输入 坝体结构体系的地震响应坝体结构体系的地震响应 大坝材料的动态抗力大坝材料的动态抗力“两头小、中间大”的现状亟需改变大坝工程抗震安全评价,必须建立在三个方面大坝工程抗震安全评价,必须建立在三个

7、方面相互配套的基础上相互配套的基础上在坝址地震动输入方面亟需得到地震部门及各位专家的指导和支持目前我们对坝址地震动输入的考虑地震动输入是工程抗震安全评价的首要前提地震动输入是工程抗震安全评价的首要前提 建立合理的大坝抗震设防水准框架建立合理的大坝抗震设防水准框架确定与坝址场地相关的主要地震动参数确定与坝址场地相关的主要地震动参数正确选择地震动输入方式正确选择地震动输入方式抗震设防水准框架抗震设防水准框架建立合理的大坝抗震设防水准框架建立合理的大坝抗震设防水准框架“抗震性能设计”问题 国外大坝抗震设防水准和性能目标 修订我国大坝抗震设防 水准的建议 在不同的特定地震设防水准下,使结构能满足相应的

8、抗震功能目标要求 定定定定 义义义义抗震设防水准需和性能目标相应抗震设防水准需和性能目标相应抗震设防水准需和性能目标相应抗震设防水准需和性能目标相应 采用分级设防和多重性能目标采用分级设防和多重性能目标采用分级设防和多重性能目标采用分级设防和多重性能目标 性能目标的具体量化性能目标的具体量化性能目标的具体量化性能目标的具体量化 内内内内涵涵涵涵“抗震性能设计抗震性能设计”问题问题抗震设防水准需和性能目标相应抗震设防水准需和性能目标相应抗震设防水准需和性能目标相应抗震设防水准需和性能目标相应 国内外所有抗震设计规范、导则中,抗震设防水准都必国内外所有抗震设计规范、导则中,抗震设防水准都必国内外所

9、有抗震设计规范、导则中,抗震设防水准都必国内外所有抗震设计规范、导则中,抗震设防水准都必然要和一定的性能目标相对应。然要和一定的性能目标相对应。然要和一定的性能目标相对应。然要和一定的性能目标相对应。任何设计都是在满足功能要求前提下,体现安全性和经任何设计都是在满足功能要求前提下,体现安全性和经任何设计都是在满足功能要求前提下,体现安全性和经任何设计都是在满足功能要求前提下,体现安全性和经济性间的相对平衡。规范规定的通常只是具有共性的、济性间的相对平衡。规范规定的通常只是具有共性的、济性间的相对平衡。规范规定的通常只是具有共性的、济性间的相对平衡。规范规定的通常只是具有共性的、对安全性应当满足

10、的对安全性应当满足的对安全性应当满足的对安全性应当满足的“最低要求最低要求最低要求最低要求”。大坝震灾次生灾害严重,尤其对生命价值和社会影响体大坝震灾次生灾害严重,尤其对生命价值和社会影响体大坝震灾次生灾害严重,尤其对生命价值和社会影响体大坝震灾次生灾害严重,尤其对生命价值和社会影响体现,尚存争议,风险评价方法近期也尚难完全被接受。现,尚存争议,风险评价方法近期也尚难完全被接受。现,尚存争议,风险评价方法近期也尚难完全被接受。现,尚存争议,风险评价方法近期也尚难完全被接受。在目前的结构抗震设计及其规范中,并未忽视性能目标和在目前的结构抗震设计及其规范中,并未忽视性能目标和经济性;也未因强调经济

11、性;也未因强调“共性共性”的最低基本要求而限制的最低基本要求而限制“个个性性”的更高要求。的更高要求。 不能将不能将“规范准则规范准则”和和“性能准则性能准则”对立。对立。采用分级设防和多重性能目标采用分级设防和多重性能目标采用分级设防和多重性能目标采用分级设防和多重性能目标 分级抗震设防的要求,首先是在核电站抗震设计中提出的。分级抗震设防的要求,首先是在核电站抗震设计中提出的。分级抗震设防的要求,首先是在核电站抗震设计中提出的。分级抗震设防的要求,首先是在核电站抗震设计中提出的。 19731973年版的美国加利福尼亚结构工程师协会规范和年版的美国加利福尼亚结构工程师协会规范和19821982

12、年的年的CEB-FIP(CEB-FIP(欧欧洲混凝土委员会洲混凝土委员会- -国际预应力混凝土协会国际预应力混凝土协会) )混凝土结构设计规范中,都提混凝土结构设计规范中,都提出了分级抗震设防的设计原则。出了分级抗震设防的设计原则。 我国我国我国我国建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范( ( ( (GBJ 11-89)GBJ 11-89)GBJ 11-89)GBJ 11-89)中,也根据中,也根据中,也根据中,也根据“小震不坏、中震小震不坏、中震小震不坏、中震小震不坏、中震可修、大震不倒可修、大震不倒可修、大震不倒可修、大震不倒”的抗震设计功能目标要求,采用分两级设

13、防水准进的抗震设计功能目标要求,采用分两级设防水准进的抗震设计功能目标要求,采用分两级设防水准进的抗震设计功能目标要求,采用分两级设防水准进行抗震设计。行抗震设计。行抗震设计。行抗震设计。 19741974年美国垦务局、年美国垦务局、 19881988年国际大坝委员会年国际大坝委员会 ICOLD ICOLD 的第的第7272号公报号公报大大坝地震动参数选择导则坝地震动参数选择导则中,都已经提出大坝按两级设防。中,都已经提出大坝按两级设防。 同一个抗震设防水准对应多个性能目标,在工程抗震实践中也早己存在。同一个抗震设防水准对应多个性能目标,在工程抗震实践中也早己存在。同一个抗震设防水准对应多个性

14、能目标,在工程抗震实践中也早己存在。同一个抗震设防水准对应多个性能目标,在工程抗震实践中也早己存在。大坝就需校核强度和稳定。大坝就需校核强度和稳定。大坝就需校核强度和稳定。大坝就需校核强度和稳定。 采用分级设防和多性能目标,并非抗震设计采用分级设防和多性能目标,并非抗震设计“新概念新概念” 性能目标的具体量化性能目标的具体量化 性能目标量化由承载力或正常使用极限状态方程体现,包括:选性能目标量化由承载力或正常使用极限状态方程体现,包括:选性能目标量化由承载力或正常使用极限状态方程体现,包括:选性能目标量化由承载力或正常使用极限状态方程体现,包括:选择表征地震作用效应的物理量、确定材料和结构的抗

15、力及安全判择表征地震作用效应的物理量、确定材料和结构的抗力及安全判择表征地震作用效应的物理量、确定材料和结构的抗力及安全判择表征地震作用效应的物理量、确定材料和结构的抗力及安全判据等,并必须与结构地震响应的分析方法、抗力和安全裕度的取据等,并必须与结构地震响应的分析方法、抗力和安全裕度的取据等,并必须与结构地震响应的分析方法、抗力和安全裕度的取据等,并必须与结构地震响应的分析方法、抗力和安全裕度的取值相互配套。值相互配套。值相互配套。值相互配套。 要随国情变化、工程经验积累、科研进展不断改进,以符合国情要随国情变化、工程经验积累、科研进展不断改进,以符合国情及工程和震害实际,规范要及时相应修订

16、。诸如:从分析结构构及工程和震害实际,规范要及时相应修订。诸如:从分析结构构件到整个体系、从校核强度到校核变形、从线弹性分析到非线性件到整个体系、从校核强度到校核变形、从线弹性分析到非线性弹塑性分析、从确定性分析到可靠度分析,从构件可靠度到体系弹塑性分析、从确定性分析到可靠度分析,从构件可靠度到体系可靠度等。可靠度等。 规范仅给出在适用范围内共性规定。重大、特殊工程,规范都规范仅给出在适用范围内共性规定。重大、特殊工程,规范都规范仅给出在适用范围内共性规定。重大、特殊工程,规范都规范仅给出在适用范围内共性规定。重大、特殊工程,规范都要求作专门研究和论证,必要时还需进行模型试验验证。要求作专门研

17、究和论证,必要时还需进行模型试验验证。要求作专门研究和论证,必要时还需进行模型试验验证。要求作专门研究和论证,必要时还需进行模型试验验证。 在工程实践推动下,设计概念和方法要不断改进和突在工程实践推动下,设计概念和方法要不断改进和突破,是对抗震设计及其规范固有要求。破,是对抗震设计及其规范固有要求。 建立大坝抗震设防水准框架的基本原则建立大坝抗震设防水准框架的基本原则基于震害实际、工程实践和成熟的科研成果基于震害实际、工程实践和成熟的科研成果基于震害实际、工程实践和成熟的科研成果基于震害实际、工程实践和成熟的科研成果必须符合国情必须符合国情必须符合国情必须符合国情不同级别和类型的大坝区别对待不

18、同级别和类型的大坝区别对待不同级别和类型的大坝区别对待不同级别和类型的大坝区别对待设防水准必须和功能目标相对应设防水准必须和功能目标相对应设防水准必须和功能目标相对应设防水准必须和功能目标相对应设防水准和功能目标的确定需不断改进设防水准和功能目标的确定需不断改进设防水准和功能目标的确定需不断改进设防水准和功能目标的确定需不断改进功能目标必须定量化和具有设计可操作性功能目标必须定量化和具有设计可操作性功能目标必须定量化和具有设计可操作性功能目标必须定量化和具有设计可操作性时下流行的所谓时下流行的所谓“功能设计功能设计”本质上并无新意本质上并无新意对国际大坝委员会、美国、日本、俄罗斯、意大利、新西

19、兰、加拿大、英国、瑞士、奥地利、罗马尼亚等国抗震规范、导则中有关抗震设防水准及其相应性能目标进行了综台分析国外大坝抗震设防水准国外大坝抗震设防水准和相应的性能目标和相应的性能目标 1.1.各国大坝抗震设计规范或导则中,形式上大各国大坝抗震设计规范或导则中,形式上大各国大坝抗震设计规范或导则中,形式上大各国大坝抗震设计规范或导则中,形式上大多采用了分级设防,但抗震设防的分级、设防水多采用了分级设防,但抗震设防的分级、设防水多采用了分级设防,但抗震设防的分级、设防水多采用了分级设防,但抗震设防的分级、设防水准、和相应的性能目标不尽相同,不少国家主要准、和相应的性能目标不尽相同,不少国家主要准、和相

20、应的性能目标不尽相同,不少国家主要准、和相应的性能目标不尽相同,不少国家主要采用按采用按采用按采用按最大设计地震最大设计地震最大设计地震最大设计地震( ( ( (Maximum Design Maximum Design Maximum Design Maximum Design Earthquake MDE)Earthquake MDE)Earthquake MDE)Earthquake MDE)的一级抗震设防水准。的一级抗震设防水准。的一级抗震设防水准。的一级抗震设防水准。 设防水准基本都以基于概率理论的重现期表征。设防水准基本都以基于概率理论的重现期表征。设防水准基本都以基于概率理论的重

21、现期表征。设防水准基本都以基于概率理论的重现期表征。坝址地震危险性分析的最终成果表示为,以年超坝址地震危险性分析的最终成果表示为,以年超坝址地震危险性分析的最终成果表示为,以年超坝址地震危险性分析的最终成果表示为,以年超越概率为纵座标、以峰值加速度越概率为纵座标、以峰值加速度越概率为纵座标、以峰值加速度越概率为纵座标、以峰值加速度( ( ( (PGA)PGA)PGA)PGA)为横坐标为横坐标为横坐标为横坐标的曲线。的曲线。的曲线。的曲线。 2. 2. 2. 2. 多数国家的大坝抗震设计规范或导则中,虽多数国家的大坝抗震设计规范或导则中,虽多数国家的大坝抗震设计规范或导则中,虽多数国家的大坝抗震

22、设计规范或导则中,虽然多采用然多采用然多采用然多采用MDE(MDE(MDE(MDE(或或或或SEE)SEE)SEE)SEE)和和和和OBE(OBE(OBE(OBE(或或或或SLE)SLE)SLE)SLE)两级抗震设两级抗震设两级抗震设两级抗震设防水准,但一些国家如英国、瑞士等实际都只防水准,但一些国家如英国、瑞士等实际都只防水准,但一些国家如英国、瑞士等实际都只防水准,但一些国家如英国、瑞士等实际都只按按按按MDEMDEMDEMDE进行大坝抗震设计,在重要大坝抗震设计进行大坝抗震设计,在重要大坝抗震设计进行大坝抗震设计,在重要大坝抗震设计进行大坝抗震设计,在重要大坝抗震设计中,重现期为中,重现

23、期为中,重现期为中,重现期为100100100100年至年至年至年至200200200200年的年的年的年的OBEOBEOBEOBE,在其一般不在其一般不在其一般不在其一般不起控制作用。对低等级的大坝,其起控制作用。对低等级的大坝,其起控制作用。对低等级的大坝,其起控制作用。对低等级的大坝,其MDEMDEMDEMDE就取就取就取就取OBEOBEOBEOBE。对于不同等级的大坝,取不同的设防水准的对于不同等级的大坝,取不同的设防水准的对于不同等级的大坝,取不同的设防水准的对于不同等级的大坝,取不同的设防水准的分类设防分类设防分类设防分类设防,有别于对同一个大坝采用,有别于对同一个大坝采用,有别于

24、对同一个大坝采用,有别于对同一个大坝采用多多多多级设防级设防级设防级设防的概念。的概念。的概念。的概念。3. 3. 3. 3. 对于重要大坝,多取对于重要大坝,多取对于重要大坝,多取对于重要大坝,多取MCEMCEMCEMCE作为作为作为作为MDEMDEMDEMDE,MCEMCEMCEMCE的重的重的重的重现期大多为现期大多为现期大多为现期大多为5,0005,0005,0005,000至至至至10,00010,00010,00010,000年,或由确定性方年,或由确定性方年,或由确定性方年,或由确定性方法求得。其性能目标多为不因溃坝导致库水下法求得。其性能目标多为不因溃坝导致库水下法求得。其性能

25、目标多为不因溃坝导致库水下法求得。其性能目标多为不因溃坝导致库水下泄失控。泄失控。泄失控。泄失控。OBEOBEOBEOBE的性能目标则为可修复的轻微损的性能目标则为可修复的轻微损的性能目标则为可修复的轻微损的性能目标则为可修复的轻微损坏。应该说,这些性能目标都比较笼统而难以坏。应该说,这些性能目标都比较笼统而难以坏。应该说,这些性能目标都比较笼统而难以坏。应该说,这些性能目标都比较笼统而难以定量,可操作性较差,因而在相当程度上是基定量,可操作性较差,因而在相当程度上是基定量,可操作性较差,因而在相当程度上是基定量,可操作性较差,因而在相当程度上是基于工程实践经验的。于工程实践经验的。于工程实践

26、经验的。于工程实践经验的。 对修订我国坝抗震设防水准的初步建议对修订我国坝抗震设防水准的初步建议1.1.1.1.我国现行的按我国现行的按我国现行的按我国现行的按MDE MDE MDE MDE 的单级大坝抗震设防水准的单级大坝抗震设防水准的单级大坝抗震设防水准的单级大坝抗震设防水准是基本合理和可行的。是基本合理和可行的。是基本合理和可行的。是基本合理和可行的。 2.2.2.2.对于设计峰值加速度超过对于设计峰值加速度超过对于设计峰值加速度超过对于设计峰值加速度超过0.30.30.30.3g g g g、高度超过高度超过高度超过高度超过200200200200m m m m或库容大于或库容大于或库

27、容大于或库容大于10 10 10 10 GmGmGmGm3 3 3 3 的高坝,应对其在的高坝,应对其在的高坝,应对其在的高坝,应对其在MCE MCE MCE MCE 时不溃时不溃时不溃时不溃坝的性能目标进行校核。坝的性能目标进行校核。坝的性能目标进行校核。坝的性能目标进行校核。3.3.3.3.大力加强对各类大坝溃坝准则定量化的研究。大力加强对各类大坝溃坝准则定量化的研究。大力加强对各类大坝溃坝准则定量化的研究。大力加强对各类大坝溃坝准则定量化的研究。主要设计地震动参数主要设计地震动参数大坝抗震设计的主要设计地震动参数大坝抗震设计的主要设计地震动参数峰值加速度峰值加速度峰值加速度峰值加速度 反

28、应谱反应谱反应谱反应谱 加速加速加速加速度时程度时程度时程度时程峰值加速度(Peak Ground Acceleration PGA )的脉冲型高频尖峰对反应谱和破坏后果影响不大历时短历时短 衰减快衰减快 离高坝基频远离高坝基频远 采用了与地震动加速度反应谱对应的采用了与地震动加速度反应谱对应的有效峰值加速度有效峰值加速度有效峰值加速度有效峰值加速度( ( ( (Effective Peak Acceleration EPA )Effective Peak Acceleration EPA )Effective Peak Acceleration EPA )Effective Peak Acc

29、eleration EPA )中国地震动参数区划图中国地震动参数区划图中国地震动参数区划图中国地震动参数区划图 ( ( ( (GB18306-2001)GB18306-2001)GB18306-2001)GB18306-2001) 加拿大新的建筑规范加拿大新的建筑规范加拿大新的建筑规范加拿大新的建筑规范( ( ( (NBCC 2005)NBCC 2005)NBCC 2005)NBCC 2005)基于对美国西部基于对美国西部基于对美国西部基于对美国西部145145145145个基岩上记到的强震加速度记录的谱分析,个基岩上记到的强震加速度记录的谱分析,个基岩上记到的强震加速度记录的谱分析,个基岩上

30、记到的强震加速度记录的谱分析,将其将其将其将其0.20.20.20.2s s s s周期处的加速度反应谱值除以其平均放大系数周期处的加速度反应谱值除以其平均放大系数周期处的加速度反应谱值除以其平均放大系数周期处的加速度反应谱值除以其平均放大系数2.52.52.52.5 峰值加速度(峰值加速度(EPAEPA)的定义的定义R30kmMs6.5R30kmMs6.5周期(周期(S)放放 大大 系系 数数R30kmMs6.5R30kmMs6.5R30km Ms6.5PGA=0.424gPGA=0.260g PGA 下降下降下降下降 38% 反应谱减小仅反应谱减小仅反应谱减小仅反应谱减小仅 8% Nort

31、hridge, Pacoima, Northridge, Pacoima, CakagelCakagel Canyon , CA Canyon , CA 19941994 01 17反应谱形状相似反应谱形状相似反应谱形状相似反应谱形状相似Cape Mendocino/Petrolia Earthquake Cape Mendocino/Petrolia Earthquake in California U.S.A. (1992 04 25 )in California U.S.A. (1992 04 25 )原始原始原始原始 PGA = 1.468gPGA1.300gPGA0.900gPGA0

32、.600gPGA1.100gPGA0.750gPGA0.485g降低降低 PGAPGA 峰值峰值反应谱形状保持相似反应谱形状保持相似反应谱形状保持相似反应谱形状保持相似PGAPGAPGAPGA 由由由由 1.4681.4681.4681.468g g g g 下降至下降至下降至下降至 0.0.0.0.485485485485g g g g应谱下降仅应谱下降仅应谱下降仅应谱下降仅 35%35%35%35% 对重大工程设计反应谱的要求对重大工程设计反应谱的要求1. 1. 1. 1. 反映与场地地震地质和地基土的相关性反映与场地地震地质和地基土的相关性反映与场地地震地质和地基土的相关性反映与场地地震

33、地质和地基土的相关性2. 2. 2. 2. 体现与震级和震中距相关的实际地震动体现与震级和震中距相关的实际地震动体现与震级和震中距相关的实际地震动体现与震级和震中距相关的实际地震动 频谱特性频谱特性频谱特性频谱特性3. 3. 3. 3. 与地震危险性分析的峰值加速度相适应与地震危险性分析的峰值加速度相适应与地震危险性分析的峰值加速度相适应与地震危险性分析的峰值加速度相适应1. 1. 由统计平均得出的规范中的设计反应谱由统计平均得出的规范中的设计反应谱2. 2. 具有包络特征的一致概率反应谱具有包络特征的一致概率反应谱基于综合了概率法和确定性法的基于综合了概率法和确定性法的设定地震设定地震(Sc

34、enario EarthquakesScenario EarthquakesScenario EarthquakesScenario Earthquakes)法确定场地相关设计反应谱法确定场地相关设计反应谱目前常采用的设计反应谱目前常采用的设计反应谱建议采用的的场地相关设计反应谱建议采用的的场地相关设计反应谱不反映与工程场地的相关性不反映与工程场地的相关性一致概率反应谱一致概率反应谱一致反应谱的问题一致反应谱的问题若若则则1.1.1.1. 2. 2. 2. 2. 通过烈度转换反应谱衰减规律中,采用不同地区通过烈度转换反应谱衰减规律中,采用不同地区通过烈度转换反应谱衰减规律中,采用不同地区通过烈

35、度转换反应谱衰减规律中,采用不同地区烈度衰烈度衰烈度衰烈度衰减减减减关系差异与反应谱每个周期分量差异类同关系差异与反应谱每个周期分量差异类同关系差异与反应谱每个周期分量差异类同关系差异与反应谱每个周期分量差异类同的并不合适的假定。的并不合适的假定。的并不合适的假定。的并不合适的假定。3.3.3.3.缺乏震级和震中距概念缺乏震级和震中距概念缺乏震级和震中距概念缺乏震级和震中距概念, , , ,不反映实际场地地震频谱不反映实际场地地震频谱不反映实际场地地震频谱不反映实际场地地震频谱特性特性特性特性, , , , 持时难以确定。持时难以确定。持时难以确定。持时难以确定。小湾拱坝设定地震、一致概率和规

36、范谱比较小湾拱坝设定地震、一致概率和规范谱比较小湾拱坝设定地震、一致概率和规范谱比较小湾拱坝设定地震、一致概率和规范谱比较 不反映实际地震动频谱特性不反映实际地震动频谱特性中长周期处的谱值明显偏大中长周期处的谱值明显偏大 基于概率法的地震危险性分析基于概率法的地震危险性分析基于概率法的地震危险性分析基于概率法的地震危险性分析, , , ,在场区各个能在坝在场区各个能在坝在场区各个能在坝在场区各个能在坝址产生给定设计峰值加速度址产生给定设计峰值加速度址产生给定设计峰值加速度址产生给定设计峰值加速度( ( ( (a a a ag g g g) ) ) )的实际可能地震中的实际可能地震中的实际可能地

37、震中的实际可能地震中, , , ,取发生概率最大的地震取发生概率最大的地震取发生概率最大的地震取发生概率最大的地震, , , ,确定震级确定震级确定震级确定震级( ( ( (M)M)M)M)和震中址和震中址和震中址和震中址( ( ( (R)R)R)R)的设定地震的设定地震的设定地震的设定地震设定地震的定义设定地震的定义由设定地震得出的场地相关设计反应谱更切由设定地震得出的场地相关设计反应谱更切合实际并具有明确的超越概率合实际并具有明确的超越概率。 在地震危险性分析基础上在地震危险性分析基础上在地震危险性分析基础上在地震危险性分析基础上在满足场址设计地震动峰值加速度前下,在满足场址设计地震动峰值

38、加速度前下,在满足场址设计地震动峰值加速度前下,在满足场址设计地震动峰值加速度前下,从有贡献的少数潜在震源中,从有贡献的少数潜在震源中,从有贡献的少数潜在震源中,从有贡献的少数潜在震源中,在沿其主干断裂的各可能地震中,在沿其主干断裂的各可能地震中,在沿其主干断裂的各可能地震中,在沿其主干断裂的各可能地震中,依据最大概率原则,依据最大概率原则,依据最大概率原则,依据最大概率原则,按设定地震的震级按设定地震的震级按设定地震的震级按设定地震的震级( ( ( (M M M M) ) ) )和震中距和震中距和震中距和震中距( ( ( (R R R R) ) ) )采用平均反应谱衰减关系采用平均反应谱衰减

39、关系采用平均反应谱衰减关系采用平均反应谱衰减关系确定场地相关设计反应谱确定场地相关设计反应谱确定场地相关设计反应谱确定场地相关设计反应谱设定地震法确定场地相关设计反应谱设定地震法确定场地相关设计反应谱中国的地震活动中国的地震活动1.1.1.1.从地震基本成因环境看属欧亚板块内部从地震基本成因环境看属欧亚板块内部从地震基本成因环境看属欧亚板块内部从地震基本成因环境看属欧亚板块内部 ( ( ( (块内块内块内块内) ) ) )地震类型地震类型地震类型地震类型, , , ,即大陆地震构造系的地震。即大陆地震构造系的地震。即大陆地震构造系的地震。即大陆地震构造系的地震。2.2.2.2.大陆地震构造系的

40、主体位于北纬大陆地震构造系的主体位于北纬大陆地震构造系的主体位于北纬大陆地震构造系的主体位于北纬202020200 0 0 0-50-50-50-500 0 0 0 间间间间, , , ,横横横横 贯欧亚大陆和北美大陆贯欧亚大陆和北美大陆贯欧亚大陆和北美大陆贯欧亚大陆和北美大陆, , , ,其东西两半区是反对其东西两半区是反对其东西两半区是反对其东西两半区是反对 称地震活动。称地震活动。称地震活动。称地震活动。3.3.3.3.绝大多数地震是发生在地壳内的浅源地绝大多数地震是发生在地壳内的浅源地绝大多数地震是发生在地壳内的浅源地绝大多数地震是发生在地壳内的浅源地 震震震震, , , ,以水平错动

41、为主。以水平错动为主。以水平错动为主。以水平错动为主。 基于马宗基于马宗基于马宗基于马宗晋院士研究晋院士研究晋院士研究晋院士研究美国西部反应谱衰减规律美国西部反应谱衰减规律 (Abrahamson等,等,1997年年) 直接从直接从直接从直接从 Abrahamson Abrahamson Abrahamson Abrahamson 归纳的美国西部加速度反应谱衰归纳的美国西部加速度反应谱衰归纳的美国西部加速度反应谱衰归纳的美国西部加速度反应谱衰减模型求得减模型求得减模型求得减模型求得(EPAEPAEPAEPA)的衰减规律的衰减规律的衰减规律的衰减规律设定地震的实际发生概率设定地震的实际发生概率

42、式中:式中: 为空间分布函数,即第为空间分布函数,即第l l个潜在震源区、震级个潜在震源区、震级j j 档档的地震比值的地震比值 ; 为对场地产生给定地震动峰值加速度值贡献为对场地产生给定地震动峰值加速度值贡献最大的潜在震源的年超越概率值;最大的潜在震源的年超越概率值; M M0 0为起算震级,为起算震级,L Li i 为第为第j j 档地震所对应发震部位在潜源区主干断裂所占长度;档地震所对应发震部位在潜源区主干断裂所占长度;L LSESE为设为设定地震所属震级档对应的发震部位在潜源区主干断裂所占长定地震所属震级档对应的发震部位在潜源区主干断裂所占长度。度。 小湾拱坝地震危险性分析小湾拱坝地震

43、危险性分析小湾拱坝地震危险性分析小湾拱坝地震危险性分析 对小湾坝址对坝址设计峰值对小湾坝址对坝址设计峰值对小湾坝址对坝址设计峰值对小湾坝址对坝址设计峰值加速度贡献主要来自加速度贡献主要来自加速度贡献主要来自加速度贡献主要来自1 1 1 1号和号和号和号和3 3 3 3号潜在震源区号潜在震源区号潜在震源区号潜在震源区 小湾工程可能设定地震小湾工程可能设定地震 EPA编号名称Mumax(km)min(km)MminP100=0.02P600=0.1P100=0.01P100=0.02P600=0.1P100=0.01(1)云县7.015.8515.2713.6018.07.167.217.34(3

44、)小湾6.59.669.057.173.06.286.306.35小湾坝址设定地震小湾坝址设定地震用用AbrahamsonAbrahamson等统计的美国西部地震动衰减公式复核等统计的美国西部地震动衰减公式复核的的小湾坝区地震动峰值加速度小湾坝区地震动峰值加速度为:为: PGA EPAPGA EPA 600600年年超超越越概概率率10%(10%(P P600600=0.1)=0.1): 338.38 338.38 gal gal 300.16 gal300.16 gal 100100年年超超越越概概率率1%(1%(P P100100=0.01)=0.01): 382.59 382.59 ga

45、l gal 339.36 gal339.36 gal经不确定性校正后的小湾坝区经不确定性校正后的小湾坝区最大可信地震最大可信地震 SE(6.5, SE(6.5, 3.0)3.0) 的的EPAEPA为为 408408galgal,而而PGAPGA则为则为 435435galgalEPAEPA设定地震和拟最大可信地震反应谱设定地震和拟最大可信地震反应谱( (AbrahamsonAbrahamson等衰减公式等衰减公式) ) 人工拟合幅值和频率非平稳随机加速度时程人工拟合幅值和频率非平稳随机加速度时程 高坝的地震响多用非线性动力分析,高坝的地震响多用非线性动力分析,高坝的地震响多用非线性动力分析,高

46、坝的地震响多用非线性动力分析,实际地震动中的频率非平稳性,对强实际地震动中的频率非平稳性,对强实际地震动中的频率非平稳性,对强实际地震动中的频率非平稳性,对强震时坝体结构体系的逐步开裂破坏过震时坝体结构体系的逐步开裂破坏过震时坝体结构体系的逐步开裂破坏过震时坝体结构体系的逐步开裂破坏过程可能有重要影响。程可能有重要影响。程可能有重要影响。程可能有重要影响。基于基于基于基于 PriestleyPriestleyPriestleyPriestley 渐进功率谱渐进功率谱渐进功率谱渐进功率谱( ( ( (Evolutionary Power Spectrum)Evolutionary Power S

47、pectrum)Evolutionary Power Spectrum)Evolutionary Power Spectrum)概念概念概念概念 关键在于复调制函数关键在于复调制函数关键在于复调制函数关键在于复调制函数 的的的的求解求解求解求解 = =采用采用Nakayama 提出通过窄带和低通滤波求解渐进功率谱的方法提出通过窄带和低通滤波求解渐进功率谱的方法 =2 窄带滤波窄带滤波低通滤波低通滤波=生成的幅位和频率非平稳随机时程生成的幅位和频率非平稳随机时程生成的幅位和频率非平稳随机时程生成的幅位和频率非平稳随机时程El CENTRO 1940 NS 原始加速度时程原始加速度时程渐进功率谱渐

48、进功率谱选取震级选取震级选取震级选取震级6.46.46.46.4、震中距、震中距、震中距、震中距 45 45 45 45 Km Km Km Km 内的美国西部共内的美国西部共内的美国西部共内的美国西部共80808080条基岩条基岩条基岩条基岩强震记录进行统计回归分析强震记录进行统计回归分析强震记录进行统计回归分析强震记录进行统计回归分析引用引用引用引用Kameda H.Kameda H.Kameda H.Kameda H.统计回归拟合渐进功率谱的经验模型统计回归拟合渐进功率谱的经验模型统计回归拟合渐进功率谱的经验模型统计回归拟合渐进功率谱的经验模型 目标渐进功率谱目标渐进功率谱M=6.5、R=

49、15KmM=6.5、R=45KmM=7.0、R=15KmM=7.0、R=45KmM=7.3、R=15KmM=7.3、R=45Km取取(0-2(0-2)区间内均匀随机分布的相角和目标渐进谱区间内均匀随机分布的相角和目标渐进谱 代入,得代入,得初始时程初始时程 ;由初始时程经过窄带滤波和低通滤波计算由初始时程经过窄带滤波和低通滤波计算 和和 ; 合成新时程并计算其渐进谱;合成新时程并计算其渐进谱;依据与目标渐进谱差异调整依据与目标渐进谱差异调整 ; 通过迭代最终拟合目标渐进谱。通过迭代最终拟合目标渐进谱。按上式求得幅值和频率非平稳加速度时程。按上式求得幅值和频率非平稳加速度时程。基本思路按给定震级

50、、震中距的目标渐进谱生成的幅值和频按给定震级、震中距的目标渐进谱生成的幅值和频按给定震级、震中距的目标渐进谱生成的幅值和频按给定震级、震中距的目标渐进谱生成的幅值和频率都非平稳的人工模拟随机地震动加速度时间历程率都非平稳的人工模拟随机地震动加速度时间历程率都非平稳的人工模拟随机地震动加速度时间历程率都非平稳的人工模拟随机地震动加速度时间历程M=7.3R=15KmM=7.3R=45Km 1. 1. 1. 1. 在多重滤波法中,渐进功率谱通过其和单质在多重滤波法中,渐进功率谱通过其和单质在多重滤波法中,渐进功率谱通过其和单质在多重滤波法中,渐进功率谱通过其和单质点体系稳态响应和的近似关系求解,为此

51、需要点体系稳态响应和的近似关系求解,为此需要点体系稳态响应和的近似关系求解,为此需要点体系稳态响应和的近似关系求解,为此需要加大阻尼比值,以降低瞬态反应影响,满足渐加大阻尼比值,以降低瞬态反应影响,满足渐加大阻尼比值,以降低瞬态反应影响,满足渐加大阻尼比值,以降低瞬态反应影响,满足渐进功率谱随时间变化相对缓慢的假定;但滤波进功率谱随时间变化相对缓慢的假定;但滤波进功率谱随时间变化相对缓慢的假定;但滤波进功率谱随时间变化相对缓慢的假定;但滤波要求减小单质点体系的阻尼比,以保证滤波精要求减小单质点体系的阻尼比,以保证滤波精要求减小单质点体系的阻尼比,以保证滤波精要求减小单质点体系的阻尼比,以保证滤

52、波精度要求。两者的矛盾影响到阻尼比值的确定及度要求。两者的矛盾影响到阻尼比值的确定及度要求。两者的矛盾影响到阻尼比值的确定及度要求。两者的矛盾影响到阻尼比值的确定及拟合精度。建议的方法通过窄带和低通滤波直拟合精度。建议的方法通过窄带和低通滤波直拟合精度。建议的方法通过窄带和低通滤波直拟合精度。建议的方法通过窄带和低通滤波直接求解渐进功率谱,不存在阻尼比影响。接求解渐进功率谱,不存在阻尼比影响。接求解渐进功率谱,不存在阻尼比影响。接求解渐进功率谱,不存在阻尼比影响。与常用的多重滤波法相比具有的特点与常用的多重滤波法相比具有的特点2. 2. 2. 2. 渐进功率谱的幅值和其相位角是相互影响的。渐进

53、功率谱的幅值和其相位角是相互影响的。渐进功率谱的幅值和其相位角是相互影响的。渐进功率谱的幅值和其相位角是相互影响的。 必须要通过同时对其幅值和相位角的反复代,必须要通过同时对其幅值和相位角的反复代,必须要通过同时对其幅值和相位角的反复代,必须要通过同时对其幅值和相位角的反复代, 才能满足逼近目标渐进功率谱的精度要求。迭才能满足逼近目标渐进功率谱的精度要求。迭才能满足逼近目标渐进功率谱的精度要求。迭才能满足逼近目标渐进功率谱的精度要求。迭代代代代 结果对相位角的变化尤为敏感。因此,如在选结果对相位角的变化尤为敏感。因此,如在选结果对相位角的变化尤为敏感。因此,如在选结果对相位角的变化尤为敏感。因

54、此,如在选代代代代 过程中仅调整渐进功率谱的幅值,收敛性往往过程中仅调整渐进功率谱的幅值,收敛性往往过程中仅调整渐进功率谱的幅值,收敛性往往过程中仅调整渐进功率谱的幅值,收敛性往往不不不不 理想。建议的方法中每次迭代都计算出渐进功理想。建议的方法中每次迭代都计算出渐进功理想。建议的方法中每次迭代都计算出渐进功理想。建议的方法中每次迭代都计算出渐进功率率率率 谱的幅值和其相位角,同时调整渐进功率谱的谱的幅值和其相位角,同时调整渐进功率谱的谱的幅值和其相位角,同时调整渐进功率谱的谱的幅值和其相位角,同时调整渐进功率谱的相相相相 位角和幅值,且能直接根据误差的正负确是相位角和幅值,且能直接根据误差的

55、正负确是相位角和幅值,且能直接根据误差的正负确是相位角和幅值,且能直接根据误差的正负确是相位位位位 角调整的方向,有效地加速了迭代过程。角调整的方向,有效地加速了迭代过程。角调整的方向,有效地加速了迭代过程。角调整的方向,有效地加速了迭代过程。 3. 3. 在建议的方法中目标渐进功率谱模型的在建议的方法中目标渐进功率谱模型的在建议的方法中目标渐进功率谱模型的在建议的方法中目标渐进功率谱模型的 参数是根据在构造、地壳组成、现代应参数是根据在构造、地壳组成、现代应参数是根据在构造、地壳组成、现代应参数是根据在构造、地壳组成、现代应 力状态及地震成因、地震活动特点等方力状态及地震成因、地震活动特点等

56、方力状态及地震成因、地震活动特点等方力状态及地震成因、地震活动特点等方 面与我国都有一定相似性的、震级和震面与我国都有一定相似性的、震级和震面与我国都有一定相似性的、震级和震面与我国都有一定相似性的、震级和震 中距范围与重要大坝工程相应的、美国中距范围与重要大坝工程相应的、美国中距范围与重要大坝工程相应的、美国中距范围与重要大坝工程相应的、美国 西部的强震加速度记录拟合的。更适合西部的强震加速度记录拟合的。更适合西部的强震加速度记录拟合的。更适合西部的强震加速度记录拟合的。更适合 大坝抗震安全的校核。大坝抗震安全的校核。大坝抗震安全的校核。大坝抗震安全的校核。 。地震动输入方式和机制地震动输入

57、方式和机制地震动输入的基本概念地震动输入的基本概念 地震危险性分析给出的是工程场区半无限空间均质岩体地震危险性分析给出的是工程场区半无限空间均质岩体地震危险性分析给出的是工程场区半无限空间均质岩体地震危险性分析给出的是工程场区半无限空间均质岩体平坦自由地表的最大水平向地震动峰值加速度平坦自由地表的最大水平向地震动峰值加速度平坦自由地表的最大水平向地震动峰值加速度平坦自由地表的最大水平向地震动峰值加速度既未考虑工程场地实际的地形条件和岩体具体的地质条件既未考虑工程场地实际的地形条件和岩体具体的地质条件也不涉及到在该场址要建造的工程结构类型也不涉及到在该场址要建造的工程结构类型 存在概念上的混淆,

58、显著影响存在概念上的混淆,显著影响工程抗震安全评价工程抗震安全评价 考虑坝体和地基相互作用后作为非线性波动问题在时域中考虑坝体和地基相互作用后作为非线性波动问题在时域中考虑坝体和地基相互作用后作为非线性波动问题在时域中考虑坝体和地基相互作用后作为非线性波动问题在时域中求解,在基岩中入射地基边界的自由场地震波幅值,当取求解,在基岩中入射地基边界的自由场地震波幅值,当取求解,在基岩中入射地基边界的自由场地震波幅值,当取求解,在基岩中入射地基边界的自由场地震波幅值,当取为设计地震动幅值之半。为设计地震动幅值之半。为设计地震动幅值之半。为设计地震动幅值之半。 大坝坝址地震动的输入及其方式,与坝体结构体

59、系大坝坝址地震动的输入及其方式,与坝体结构体系大坝坝址地震动的输入及其方式,与坝体结构体系大坝坝址地震动的输入及其方式,与坝体结构体系地震响应分析的方法及共其数学模型直接相关。地震响应分析的方法及共其数学模型直接相关。地震响应分析的方法及共其数学模型直接相关。地震响应分析的方法及共其数学模型直接相关。工程抗震设计中,工程结构体系的地震响应分析工程抗震设计中,工程结构体系的地震响应分析工程抗震设计中,工程结构体系的地震响应分析工程抗震设计中,工程结构体系的地震响应分析都是从动力方程出发:都是从动力方程出发:都是从动力方程出发:都是从动力方程出发: 坝址地震动输入方式坝址地震动输入方式 M 、 C

60、 、 K 分别为结构体系的质量、阻尼和刚分别为结构体系的质量、阻尼和刚度矩阵;度矩阵; 分别为其加速度、分别为其加速度、速度和位移响应;速度和位移响应;F F 为外力。为外力。动力方程中的质量、阻尼和刚度矩阵中都包括地基及其相应的边界条件在内,求解的结构体系加速度、速度和位移响应都是包括地面运动在内的绝对值。大坝工程的坝体尺寸和重量都很大,坝体结构和地大坝工程的坝体尺寸和重量都很大,坝体结构和地大坝工程的坝体尺寸和重量都很大,坝体结构和地大坝工程的坝体尺寸和重量都很大,坝体结构和地基动态相互作用的重要性已愈益被认识到。基动态相互作用的重要性已愈益被认识到。基动态相互作用的重要性已愈益被认识到。

61、基动态相互作用的重要性已愈益被认识到。动态相互作用包括地基对结构体系动态特性的影响,以及结构对地震动输入的影响,其中主要是地震波能量向远域地基的逸散。需要把坝体结构和地基作为整个体系分析其地震响应需要把坝体结构和地基作为整个体系分析其地震响应地震动输入机制和坝体结构体系动力分析模型中考地震动输入机制和坝体结构体系动力分析模型中考虑振动能量向远域地基逸散的处理方式密切关联虑振动能量向远域地基逸散的处理方式密切关联自由场入射地震动输入机制自由场入射地震动输入机制近域地基计入坝基两岸的地形和各类地质构造条件近域地基计入坝基两岸的地形和各类地质构造条件包括两岸坝肩各潜在滑动岩块包括两岸坝肩各潜在滑动岩

62、块 坝体地基可划分为邻近坝体的坝体地基可划分为邻近坝体的坝体地基可划分为邻近坝体的坝体地基可划分为邻近坝体的近域近域近域近域地基和其地基和其地基和其地基和其外围的外围的外围的外围的远域远域远域远域地基地基地基地基坝体结构地震响应包括由地壳输入的自由场坝体结构地震响应包括由地壳输入的自由场坝体结构地震响应包括由地壳输入的自由场坝体结构地震响应包括由地壳输入的自由场入射地入射地入射地入射地震波震波震波震波及由于河谷地基及坝体存在产生的及由于河谷地基及坝体存在产生的及由于河谷地基及坝体存在产生的及由于河谷地基及坝体存在产生的外行散射波外行散射波外行散射波外行散射波外行波逸散到远域地基中的能量,对坝体

63、结构体系相当于阻尼的作用,外行波逸散到远域地基中的能量,对坝体结构体系相当于阻尼的作用,即即辐射阻尼辐射阻尼辐射阻尼辐射阻尼 。采用由坝基向各个方向的延伸的距离仅。采用由坝基向各个方向的延伸的距离仅1-21-2倍坝高倍坝高的有限近域地基时,辐射阻尼效应不容忽视。的有限近域地基时,辐射阻尼效应不容忽视。 地基地基辐射阻尼辐射阻尼实质实质现场实测坝体阻尼值很小,因其激振源能量很小,坝体的振动响应也现场实测坝体阻尼值很小,因其激振源能量很小,坝体的振动响应也现场实测坝体阻尼值很小,因其激振源能量很小,坝体的振动响应也现场实测坝体阻尼值很小,因其激振源能量很小,坝体的振动响应也很小,其散射波在地基中的

64、传播范围极小,不能体现强震时外行散射很小,其散射波在地基中的传播范围极小,不能体现强震时外行散射很小,其散射波在地基中的传播范围极小,不能体现强震时外行散射很小,其散射波在地基中的传播范围极小,不能体现强震时外行散射波能量逸散的辐射阻尼效应。波能量逸散的辐射阻尼效应。波能量逸散的辐射阻尼效应。波能量逸散的辐射阻尼效应。 坝体和地基材料的阻尼特性十分复杂并坝体和地基材料的阻尼特性十分复杂并具有随激振力而增大的强非线性特性具有随激振力而增大的强非线性特性辐射阻尼效应对地震响应的影响可达辐射阻尼效应对地震响应的影响可达辐射阻尼效应对地震响应的影响可达辐射阻尼效应对地震响应的影响可达(20-40)%

65、(20-40)% (20-40)% (20-40)% ,并随坝,并随坝,并随坝,并随坝体体积增大和地基变形模量降低而增长,体体积增大和地基变形模量降低而增长,体体积增大和地基变形模量降低而增长,体体积增大和地基变形模量降低而增长,对坝体地震响应影响显著对坝体地震响应影响显著 两类考虑幅射阻尼及其相应输入机制的方式两类考虑幅射阻尼及其相应输入机制的方式两类考虑幅射阻尼及其相应输入机制的方式两类考虑幅射阻尼及其相应输入机制的方式 一类以将近域地基边界设置为满足单向外行波一类以将近域地基边界设置为满足单向外行波一类以将近域地基边界设置为满足单向外行波一类以将近域地基边界设置为满足单向外行波 f(xf

66、(xf(xf(x-ct) -ct) -ct) -ct) 条件条件条件条件的局部人工透射边界为代表,其中的局部人工透射边界为代表,其中的局部人工透射边界为代表,其中的局部人工透射边界为代表,其中 x x x x 为边界外法线方向为边界外法线方向为边界外法线方向为边界外法线方向 。人工透射边界的地震动输入,是基于以人工波速传人工透射边界的地震动输入,是基于以人工波速传播的、水平向和竖向平面波叠加的假设,采用从边播的、水平向和竖向平面波叠加的假设,采用从边界直接输入自由场入射地震位移波的方式。界直接输入自由场入射地震位移波的方式。 一类是基于动态子结构方法,将坝体和近域地基作为子结构一类是基于动态子

67、结构方法,将坝体和近域地基作为子结构一类是基于动态子结构方法,将坝体和近域地基作为子结构一类是基于动态子结构方法,将坝体和近域地基作为子结构从无限域地基中隔离出来,以其满足辐射条件的动态阻抗和从无限域地基中隔离出来,以其满足辐射条件的动态阻抗和从无限域地基中隔离出来,以其满足辐射条件的动态阻抗和从无限域地基中隔离出来,以其满足辐射条件的动态阻抗和对自由场入射地震波的响应表征远域地基效应。对自由场入射地震波的响应表征远域地基效应。对自由场入射地震波的响应表征远域地基效应。对自由场入射地震波的响应表征远域地基效应。 同时输入以在入射自由场输入波作用下的自由场应同时输入以在入射自由场输入波作用下的自

68、由场应力、位移和速度表征的近、远域地基间的动态相互力、位移和速度表征的近、远域地基间的动态相互作用力。作用力。 我国廖振鹏院士提出的对一般无限域模型具我国廖振鹏院士提出的对一般无限域模型具我国廖振鹏院士提出的对一般无限域模型具我国廖振鹏院士提出的对一般无限域模型具有普适性的人工透射边界有普适性的人工透射边界有普适性的人工透射边界有普适性的人工透射边界基于保证直接模拟沿垂直边界方向以人工波速单向传播的外基于保证直接模拟沿垂直边界方向以人工波速单向传播的外基于保证直接模拟沿垂直边界方向以人工波速单向传播的外基于保证直接模拟沿垂直边界方向以人工波速单向传播的外行散射波在边界界面处的传播性质与在原连续

69、介质中的一致,行散射波在边界界面处的传播性质与在原连续介质中的一致,行散射波在边界界面处的传播性质与在原连续介质中的一致,行散射波在边界界面处的传播性质与在原连续介质中的一致,即波通过人工边界界面时无反射效应而发生完全透射。即波通过人工边界界面时无反射效应而发生完全透射。即波通过人工边界界面时无反射效应而发生完全透射。即波通过人工边界界面时无反射效应而发生完全透射。由于人工波速和沿不同方向和波速传播的实际外行波视波速间的误差项,也由于人工波速和沿不同方向和波速传播的实际外行波视波速间的误差项,也是相同类型的单向波,因而可推导出对误差项进行修正的、以离散形式表达是相同类型的单向波,因而可推导出对

70、误差项进行修正的、以离散形式表达的局部人工边界多次透射公式:的局部人工边界多次透射公式:式中式中式中式中N N N N 为透射阶数,通常取为透射阶数,通常取为透射阶数,通常取为透射阶数,通常取 N=2 N=2 N=2 N=2 即可;即可;即可;即可; 为人工边界节点为人工边界节点为人工边界节点为人工边界节点在时刻在时刻在时刻在时刻 的位移;的位移;的位移;的位移; 为计算点为计算点为计算点为计算点 在时刻在时刻在时刻在时刻 的位移;的位移;的位移;的位移; 为二项式系数。为二项式系数。为二项式系数。为二项式系数。将有限元的内点运动方程与人工边界节点的外推方法结合,通将有限元的内点运动方程与人工

71、边界节点的外推方法结合,通将有限元的内点运动方程与人工边界节点的外推方法结合,通将有限元的内点运动方程与人工边界节点的外推方法结合,通过从解出的总响应中减去入射波求得外行波,直接在边界上模过从解出的总响应中减去入射波求得外行波,直接在边界上模过从解出的总响应中减去入射波求得外行波,直接在边界上模过从解出的总响应中减去入射波求得外行波,直接在边界上模拟外行波从有限模型的内部穿过人工边界向外透射的过程。拟外行波从有限模型的内部穿过人工边界向外透射的过程。拟外行波从有限模型的内部穿过人工边界向外透射的过程。拟外行波从有限模型的内部穿过人工边界向外透射的过程。用有限的计算模型模拟无限介质中的波动过程用

72、有限的计算模型模拟无限介质中的波动过程用有限的计算模型模拟无限介质中的波动过程用有限的计算模型模拟无限介质中的波动过程不需要进行刚度、质量、阻尼阵的总装,整个计算基本不需要进行刚度、质量、阻尼阵的总装,整个计算基本上在单元一级水平上进行,只需要很小的高速存贮区,上在单元一级水平上进行,只需要很小的高速存贮区,计算效率较高。且适用于各类非线性问题。计算效率较高。且适用于各类非线性问题。在空间域中对人工边界内部区域以集中质量的有限元法离在空间域中对人工边界内部区域以集中质量的有限元法离散,在时域中以中心差分法离散,实现时空解耦散,在时域中以中心差分法离散,实现时空解耦目前已在我国很多高坝工程抗震设

73、计中广泛应用目前已在我国很多高坝工程抗震设计中广泛应用目前已在我国很多高坝工程抗震设计中广泛应用目前已在我国很多高坝工程抗震设计中广泛应用用逐步积分法在时域中显式求解,即从当前时刻的节点运动用逐步积分法在时域中显式求解,即从当前时刻的节点运动用逐步积分法在时域中显式求解,即从当前时刻的节点运动用逐步积分法在时域中显式求解,即从当前时刻的节点运动方程推求下一时刻节点的运动。方程推求下一时刻节点的运动。方程推求下一时刻节点的运动。方程推求下一时刻节点的运动。研究解决了满足逐步积分的数值稳定性要求的措施研究解决了满足逐步积分的数值稳定性要求的措施研究解决了满足逐步积分的数值稳定性要求的措施研究解决了

74、满足逐步积分的数值稳定性要求的措施通过子结构和远域地基接触面上相互作用的内力平衡通过子结构和远域地基接触面上相互作用的内力平衡通过子结构和远域地基接触面上相互作用的内力平衡通过子结构和远域地基接触面上相互作用的内力平衡和位移连续的条件,确定其边界条件和地震动输入机和位移连续的条件,确定其边界条件和地震动输入机和位移连续的条件,确定其边界条件和地震动输入机和位移连续的条件,确定其边界条件和地震动输入机制。子结构的动力方程可以内部和边界结点分区的动制。子结构的动力方程可以内部和边界结点分区的动制。子结构的动力方程可以内部和边界结点分区的动制。子结构的动力方程可以内部和边界结点分区的动态阻抗形式给出

75、:态阻抗形式给出:态阻抗形式给出:态阻抗形式给出: 基于动态子结构法的地震动输入机制基于动态子结构法的地震动输入机制基于动态子结构法的地震动输入机制基于动态子结构法的地震动输入机制式中:式中:式中:式中:S S S S为子结构动态阻抗;为子结构动态阻抗;为子结构动态阻抗;为子结构动态阻抗;u u u u为位移响应;下标为位移响应;下标为位移响应;下标为位移响应;下标s s s s、b b b b 分别表分别表分别表分别表示内部和边界区;示内部和边界区;示内部和边界区;示内部和边界区; 为作用于为作用于为作用于为作用于子结构边界的相互作用力,其中子结构边界的相互作用力,其中子结构边界的相互作用力

76、,其中子结构边界的相互作用力,其中 、 分别为远域分别为远域分别为远域分别为远域地基自由边界的动态阻抗和其在入射自由场输入波作用下的散地基自由边界的动态阻抗和其在入射自由场输入波作用下的散地基自由边界的动态阻抗和其在入射自由场输入波作用下的散地基自由边界的动态阻抗和其在入射自由场输入波作用下的散射位移场。射位移场。射位移场。射位移场。容易证明,容易证明,容易证明,容易证明, ,其中,其中,其中,其中 分别为自由场地基子结构边界处的动态阻抗和其在入分别为自由场地基子结构边界处的动态阻抗和其在入分别为自由场地基子结构边界处的动态阻抗和其在入分别为自由场地基子结构边界处的动态阻抗和其在入射自由场输入

77、波作用下的位移,其乘积即相应于自由射自由场输入波作用下的位移,其乘积即相应于自由射自由场输入波作用下的位移,其乘积即相应于自由射自由场输入波作用下的位移,其乘积即相应于自由场应力场应力场应力场应力 。 就分析大型复杂结构的地震响应而言,计算十分就分析大型复杂结构的地震响应而言,计算十分就分析大型复杂结构的地震响应而言,计算十分就分析大型复杂结构的地震响应而言,计算十分繁复。特别当坝体和近域地基具有非线性时,需繁复。特别当坝体和近域地基具有非线性时,需繁复。特别当坝体和近域地基具有非线性时,需繁复。特别当坝体和近域地基具有非线性时,需要通过富氏反变换,求得对应的时域全局解,难要通过富氏反变换,求

78、得对应的时域全局解,难要通过富氏反变换,求得对应的时域全局解,难要通过富氏反变换,求得对应的时域全局解,难以在实际工程中应用。即使采用近似方法,在一以在实际工程中应用。即使采用近似方法,在一以在实际工程中应用。即使采用近似方法,在一以在实际工程中应用。即使采用近似方法,在一定的频率范围内,对频域内动态阻抗矩阵的各主定的频率范围内,对频域内动态阻抗矩阵的各主定的频率范围内,对频域内动态阻抗矩阵的各主定的频率范围内,对频域内动态阻抗矩阵的各主项,通过二次曲线拟合,求得质量、阻尼和刚度项,通过二次曲线拟合,求得质量、阻尼和刚度项,通过二次曲线拟合,求得质量、阻尼和刚度项,通过二次曲线拟合,求得质量、

79、阻尼和刚度的诸节点集中参数,但计算仍然是相当繁复且较的诸节点集中参数,但计算仍然是相当繁复且较的诸节点集中参数,但计算仍然是相当繁复且较的诸节点集中参数,但计算仍然是相当繁复且较粗略的。粗略的。粗略的。粗略的。地基动态阻抗矩阵的求解地基动态阻抗矩阵的求解地基动态阻抗矩阵的求解地基动态阻抗矩阵的求解动态阻抗矩阵都要在频域中求解,且在空间域内耦联动态阻抗矩阵都要在频域中求解,且在空间域内耦联是对全部近域地基边界自由度的满阵。是对全部近域地基边界自由度的满阵。求解远域地基自由边界的时域内动态阻抗矩阵集中参数方法求解远域地基自由边界的时域内动态阻抗矩阵集中参数方法求解远域地基自由边界的时域内动态阻抗矩

80、阵集中参数方法求解远域地基自由边界的时域内动态阻抗矩阵集中参数方法 将子结构内部的外行散射波作为波源问题,从理想介质中平面、柱面或球面波的标准波动方程出发,由子结构边界上法向和切向应力和位移、速度的关系式,导出其时域内动态阻抗矩阵的局部的阻尼和刚度的集中参数,相当于在边界设置阻尼器和弹簧的粘弹性边界 。在入射自由场输入波作用下,用求解自由场应力 、位移 和速度 替代远域地基散射位移场 ,使计算进一步简化。 远域地基自由边界的动态阻抗远域地基自由边界的动态阻抗远域地基自由边界的动态阻抗远域地基自由边界的动态阻抗 可以通过节点弹簧刚度可以通过节点弹簧刚度可以通过节点弹簧刚度可以通过节点弹簧刚度 和

81、阻尼器阻尼系数和阻尼器阻尼系数和阻尼器阻尼系数和阻尼器阻尼系数 表征,其相应于自由场纵、横入射波的表达表征,其相应于自由场纵、横入射波的表达表征,其相应于自由场纵、横入射波的表达表征,其相应于自由场纵、横入射波的表达式为:式为:式为:式为:纵波纵波横波横波 A A A Ab b b b 为边界网格节点的影响面积向量;为边界网格节点的影响面积向量;为边界网格节点的影响面积向量;为边界网格节点的影响面积向量;E E E E、G G G G、 分别为远域地基介质弹性模量、剪切模量和质量密度;分别为远域地基介质弹性模量、剪切模量和质量密度;分别为远域地基介质弹性模量、剪切模量和质量密度;分别为远域地基

82、介质弹性模量、剪切模量和质量密度;C C C CP P P P、C C C CS S S S分别为入射的纵、横波速;分别为入射的纵、横波速;分别为入射的纵、横波速;分别为入射的纵、横波速;R R R R 是散射波源到近域地基边界的距离,由于子结构中的散射场的波是散射波源到近域地基边界的距离,由于子结构中的散射场的波是散射波源到近域地基边界的距离,由于子结构中的散射场的波是散射波源到近域地基边界的距离,由于子结构中的散射场的波源并非点源,源并非点源,源并非点源,源并非点源,R R R R 的取值有一定任意性;的取值有一定任意性;的取值有一定任意性;的取值有一定任意性;N N N N、T T T

83、T 分别为边界法向和切向的修正系数,与波源问题中采用平分别为边界法向和切向的修正系数,与波源问题中采用平分别为边界法向和切向的修正系数,与波源问题中采用平分别为边界法向和切向的修正系数,与波源问题中采用平面或球面波波型有关,在从近域地基的底部边界入射的地震波,假面或球面波波型有关,在从近域地基的底部边界入射的地震波,假面或球面波波型有关,在从近域地基的底部边界入射的地震波,假面或球面波波型有关,在从近域地基的底部边界入射的地震波,假定其竖向和水平向分量分别取为以纵、横波速传播的平面波时,定其竖向和水平向分量分别取为以纵、横波速传播的平面波时,定其竖向和水平向分量分别取为以纵、横波速传播的平面波

84、时,定其竖向和水平向分量分别取为以纵、横波速传播的平面波时,N N N N、T T T T 都取为都取为都取为都取为1/21/21/21/2。地震动输入,可通过把近域地基作为半无限空间自由场地地震动输入,可通过把近域地基作为半无限空间自由场地地震动输入,可通过把近域地基作为半无限空间自由场地地震动输入,可通过把近域地基作为半无限空间自由场地基的子结构,由其在入射地震波作用下的边界相互作用力基的子结构,由其在入射地震波作用下的边界相互作用力基的子结构,由其在入射地震波作用下的边界相互作用力基的子结构,由其在入射地震波作用下的边界相互作用力给出:给出:给出:给出: n n n n 为边界外法线方向

85、余弦向量;为边界外法线方向余弦向量;为边界外法线方向余弦向量;为边界外法线方向余弦向量; 均为以上式表达均为以上式表达均为以上式表达均为以上式表达的集中参数为元素的对角矩阵。的集中参数为元素的对角矩阵。的集中参数为元素的对角矩阵。的集中参数为元素的对角矩阵。在近域地基底边边界输入的是作为平面波的自由场入射地在近域地基底边边界输入的是作为平面波的自由场入射地震波,在上式给出的其相互作用力中,应将上标为震波,在上式给出的其相互作用力中,应将上标为f f的的各项,以上标各项,以上标i i替代,且因替代,且因 ,故其作用力为:,故其作用力为:几种地震动输入方式中需要澄清和探讨的问题几种地震动输入方式中

86、需要澄清和探讨的问题 1. 1. 对地震危险性分析给出的设计峰值加速度的理解对地震危险性分析给出的设计峰值加速度的理解 误将场区设计峰值加速度直接与实际工程场地的地表联系,任意误将场区设计峰值加速度直接与实际工程场地的地表联系,任意假定作为自由场地表基准面的高程,例如:对土石坝取覆盖层地假定作为自由场地表基准面的高程,例如:对土石坝取覆盖层地表、重力坝取坝基岩面、拱坝则取坝顶或其上一定高度的假想水表、重力坝取坝基岩面、拱坝则取坝顶或其上一定高度的假想水平岩面;然后,再按工程地基的具体地质条件,通过计入地基阻平岩面;然后,再按工程地基的具体地质条件,通过计入地基阻尼的一维反演分析,确定地基底部边

87、界的入射地震波。尼的一维反演分析,确定地基底部边界的入射地震波。导致不仅对同一工程中不同单位的抗震分析成果,难以在同导致不仅对同一工程中不同单位的抗震分析成果,难以在同一个地震动输入基础上进行相互比较和校核,而且在比较不一个地震动输入基础上进行相互比较和校核,而且在比较不同坝型方案时,使同一工程场区地基底部岩体边界的入射自同坝型方案时,使同一工程场区地基底部岩体边界的入射自由场地震波幅值,也会有很大差异。特别是在有覆盖层或地由场地震波幅值,也会有很大差异。特别是在有覆盖层或地基岩体较软弱时,入射自由场地震波特性改变很大。基岩体较软弱时,入射自由场地震波特性改变很大。2. 2. 沿用无质量地基假

88、定直接输入设计地震动峰值沿用无质量地基假定直接输入设计地震动峰值 加速度加速度 忽略了作为结构忽略了作为结构忽略了作为结构忽略了作为结构- - - -地基相互作用中主要因素的辐射阻尼地基相互作用中主要因素的辐射阻尼地基相互作用中主要因素的辐射阻尼地基相互作用中主要因素的辐射阻尼影响;影响;影响;影响;不能反映结构对坝基地震动的影响及两岸河谷的坝基不能反映结构对坝基地震动的影响及两岸河谷的坝基不能反映结构对坝基地震动的影响及两岸河谷的坝基不能反映结构对坝基地震动的影响及两岸河谷的坝基地震动不均匀分布影响;地震动不均匀分布影响;地震动不均匀分布影响;地震动不均匀分布影响;把地表的设计地震动峰值加速

89、度作为延伸约一倍坝高把地表的设计地震动峰值加速度作为延伸约一倍坝高把地表的设计地震动峰值加速度作为延伸约一倍坝高把地表的设计地震动峰值加速度作为延伸约一倍坝高处的地基刚性边界的均匀地震动输入,显然不符合实处的地基刚性边界的均匀地震动输入,显然不符合实处的地基刚性边界的均匀地震动输入,显然不符合实处的地基刚性边界的均匀地震动输入,显然不符合实际状况。际状况。际状况。际状况。 无质量地基的假设仅考虑了近域地基的弹性对结构刚无质量地基的假设仅考虑了近域地基的弹性对结构刚无质量地基的假设仅考虑了近域地基的弹性对结构刚无质量地基的假设仅考虑了近域地基的弹性对结构刚度的影响,忽略了地基本身的惯性力和阻尼影

90、响。度的影响,忽略了地基本身的惯性力和阻尼影响。度的影响,忽略了地基本身的惯性力和阻尼影响。度的影响,忽略了地基本身的惯性力和阻尼影响。仅适用于在确定坝体动力特性时计入地基影响,仅适用于在确定坝体动力特性时计入地基影响,不应推广应用于坝体地震响分析不应推广应用于坝体地震响分析瑞士对高瑞士对高瑞士对高瑞士对高 250250250250m m m m 的莫瓦桑的莫瓦桑的莫瓦桑的莫瓦桑 ( ( ( ( MauvosinMauvosinMauvosinMauvosin) ) ) )、180m 180m 180m 180m 高的伊高的伊高的伊高的伊摩逊摩逊摩逊摩逊 ( ( ( ( EmossonEmos

91、sonEmossonEmosson) ) ) )和和和和 130130130130m m m m 高的彭达加高的彭达加高的彭达加高的彭达加 ( ( ( ( Punt-Punt-Punt-Punt-daldaldaldal- - - -Gall) Gall) Gall) Gall) 等等等等3 3 3 3座高坝进行系统的强震观测结果表明:座高坝进行系统的强震观测结果表明:座高坝进行系统的强震观测结果表明:座高坝进行系统的强震观测结果表明:工程实例分析表明,这种假设使结果明显偏大工程实例分析表明,这种假设使结果明显偏大工程实例分析表明,这种假设使结果明显偏大工程实例分析表明,这种假设使结果明显偏大

92、以坝基实测加速度作为输入,按无质量地基模型计算的坝体响应较之相应的实测值大很多,验证了其结果显著偏大,不能反映实际状况。也说明了地基辐射阻尼及坝基地震动不均匀分布影响不能忽略。3.3.对近域地基底边取刚性边界输入设计地震对近域地基底边取刚性边界输入设计地震 动峰值加速度动峰值加速度取深度为一倍坝高的地基范围内,考虑了地基的质取深度为一倍坝高的地基范围内,考虑了地基的质取深度为一倍坝高的地基范围内,考虑了地基的质取深度为一倍坝高的地基范围内,考虑了地基的质量、刚度加材料阻尼影响,但仅在地基两侧设置吸量、刚度加材料阻尼影响,但仅在地基两侧设置吸量、刚度加材料阻尼影响,但仅在地基两侧设置吸量、刚度加

93、材料阻尼影响,但仅在地基两侧设置吸能边界以计入辐射阻尼影响,而地基底边仍作为刚能边界以计入辐射阻尼影响,而地基底边仍作为刚能边界以计入辐射阻尼影响,而地基底边仍作为刚能边界以计入辐射阻尼影响,而地基底边仍作为刚性边界输入设计地震动峰值加速度。性边界输入设计地震动峰值加速度。性边界输入设计地震动峰值加速度。性边界输入设计地震动峰值加速度。 对其忽略地基竖向的辐射阻尼及可能导致的竖向共振对结果的影响,迄今缺乏认真探讨。特别是当地基深度接近CT/4 时,其中C、T 分别为地震波的波速和卓越周期,影响会更显著。也曾有对包括底部的地基各边界都设置阻尼器,但将地基底部边界也曾有对包括底部的地基各边界都设置

94、阻尼器,但将地基底部边界节点质量人为增大很多,以确保底部边界的地震加速度为地表设计节点质量人为增大很多,以确保底部边界的地震加速度为地表设计地震动峰值加速度之半。但这种输入方式能否反映实际作用于有限地震动峰值加速度之半。但这种输入方式能否反映实际作用于有限地基底部边界的相互作用力及其外行散射波的辐射阻尼效应,仍值地基底部边界的相互作用力及其外行散射波的辐射阻尼效应,仍值得商榷。得商榷。4. 以地表设计地震动峰值加速度替代建坝前沿 河谷的散射波场 在求得沿坝基面的地基动态阻抗矩阵后,近似拟在求得沿坝基面的地基动态阻抗矩阵后,近似拟在求得沿坝基面的地基动态阻抗矩阵后,近似拟在求得沿坝基面的地基动态

95、阻抗矩阵后,近似拟合成时域内的集中参数,但在对坝基面输入地震合成时域内的集中参数,但在对坝基面输入地震合成时域内的集中参数,但在对坝基面输入地震合成时域内的集中参数,但在对坝基面输入地震动时,以均匀的地表设计地震动替代应采用的建动时,以均匀的地表设计地震动替代应采用的建动时,以均匀的地表设计地震动替代应采用的建动时,以均匀的地表设计地震动替代应采用的建坝前沿河谷的散射波场,显然缺乏理论依据。坝前沿河谷的散射波场,显然缺乏理论依据。坝前沿河谷的散射波场,显然缺乏理论依据。坝前沿河谷的散射波场,显然缺乏理论依据。只在近域地基边界设置阻尼器,忽略其弹簧元件。在只在近域地基边界设置阻尼器,忽略其弹簧元

96、件。在只在近域地基边界设置阻尼器,忽略其弹簧元件。在只在近域地基边界设置阻尼器,忽略其弹簧元件。在地震动输入中,不计两侧边界的自由场应力作用。这地震动输入中,不计两侧边界的自由场应力作用。这地震动输入中,不计两侧边界的自由场应力作用。这地震动输入中,不计两侧边界的自由场应力作用。这种忽略对结果的影响,迄今仍缺乏比较论证。种忽略对结果的影响,迄今仍缺乏比较论证。种忽略对结果的影响,迄今仍缺乏比较论证。种忽略对结果的影响,迄今仍缺乏比较论证。 5.采用子结构边界设置阻尼器和弹簧元件模型 时忽略自由场应力关于地震动输入方式和机制的建议关于地震动输入方式和机制的建议 对地震动输入不可能要求有很高的精确

97、度。但有必对地震动输入不可能要求有很高的精确度。但有必对地震动输入不可能要求有很高的精确度。但有必对地震动输入不可能要求有很高的精确度。但有必要结合实际工程,对输入机制中的主要影响因素的要结合实际工程,对输入机制中的主要影响因素的要结合实际工程,对输入机制中的主要影响因素的要结合实际工程,对输入机制中的主要影响因素的不确定性,作一定的敏感性分析。使工程设计人员不确定性,作一定的敏感性分析。使工程设计人员不确定性,作一定的敏感性分析。使工程设计人员不确定性,作一定的敏感性分析。使工程设计人员了解其影响程度,以便从工程角度,对结果影响不了解其影响程度,以便从工程角度,对结果影响不了解其影响程度,以

98、便从工程角度,对结果影响不了解其影响程度,以便从工程角度,对结果影响不大的因素,尽量予以简化。大的因素,尽量予以简化。大的因素,尽量予以简化。大的因素,尽量予以简化。1. 1. 从工程观点出发从工程观点出发 需要结合实际工程,在相同的条件下,对采用不同需要结合实际工程,在相同的条件下,对采用不同需要结合实际工程,在相同的条件下,对采用不同需要结合实际工程,在相同的条件下,对采用不同地震动输入方式的结果,进行相互比较和校核。便地震动输入方式的结果,进行相互比较和校核。便地震动输入方式的结果,进行相互比较和校核。便地震动输入方式的结果,进行相互比较和校核。便于工程设计人员综合考虑和决策。于工程设计

99、人员综合考虑和决策。于工程设计人员综合考虑和决策。于工程设计人员综合考虑和决策。2. 2. 用多种方法比较校核用多种方法比较校核 在上述在上述在上述在上述(1)(1)(1)(1)、(2)(2)(2)(2)两项工作及总结工程实践经验的两项工作及总结工程实践经验的两项工作及总结工程实践经验的两项工作及总结工程实践经验的基础上,需要在和地震部门紧密协作下,就目前国基础上,需要在和地震部门紧密协作下,就目前国基础上,需要在和地震部门紧密协作下,就目前国基础上,需要在和地震部门紧密协作下,就目前国内外的认识水平,对一些地震动输入的基本概念和内外的认识水平,对一些地震动输入的基本概念和内外的认识水平,对一

100、些地震动输入的基本概念和内外的认识水平,对一些地震动输入的基本概念和方法,尽可能取得共识,遵循物理概念清晰直观、方法,尽可能取得共识,遵循物理概念清晰直观、方法,尽可能取得共识,遵循物理概念清晰直观、方法,尽可能取得共识,遵循物理概念清晰直观、方法简明而易为工程设计人员理解和掌握的原则,方法简明而易为工程设计人员理解和掌握的原则,方法简明而易为工程设计人员理解和掌握的原则,方法简明而易为工程设计人员理解和掌握的原则,尽早使坝址地震动输入规范化。尽早使坝址地震动输入规范化。尽早使坝址地震动输入规范化。尽早使坝址地震动输入规范化。3. 3. 尽早形成共识和规范化尽早形成共识和规范化 应当对难得的震

101、例紧抓不放,切实加强库坝区的强应当对难得的震例紧抓不放,切实加强库坝区的强应当对难得的震例紧抓不放,切实加强库坝区的强应当对难得的震例紧抓不放,切实加强库坝区的强震观测台网,以及室内外的试验研究,尽可能加深震观测台网,以及室内外的试验研究,尽可能加深震观测台网,以及室内外的试验研究,尽可能加深震观测台网,以及室内外的试验研究,尽可能加深对坝址地震动输入机制的了解,进行检验及改进。对坝址地震动输入机制的了解,进行检验及改进。对坝址地震动输入机制的了解,进行检验及改进。对坝址地震动输入机制的了解,进行检验及改进。4. 4. 加强实践检验加强实践检验想请教的若干问题我们对大坝坝址地震动输入的考虑是我们对大坝坝址地震动输入的考虑是否可行?否可行?基于震源机制和介质传播的理论方法基于震源机制和介质传播的理论方法近期在工程中的应用前景如何?近期在工程中的应用前景如何?加速度衰减公式中的加速度衰减公式中的 R应如何正确应如何正确理解?理解?rjb(Joyner-(Joyner-BooreBoore) ) 到断裂垂直到断裂垂直投影的最小水平距离投影的最小水平距离rrup到断裂面的最短距离到断裂面的最短距离rseis到发生地震的断裂面最短到发生地震的断裂面最短距离距离rhypo震源距震源距谢谢 谢谢敬 请 指 正竭诚希望今后加强协作竭诚希望今后加强协作

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