气幕隔震技术对混凝土重力坝的减震效果研究

摘要信息：“混凝土重力坝气幕隔震效果研究 (2014年)”是一篇关于应用气幕隔震技术减少地震对混凝土重力坝影响的论文。研究建立了一个考虑混凝土开裂行为的气-液-固三相耦合数值模型，并利用黏弹性人工边界模拟了坝基的辐射阻尼效应。通过三维非线性数值模拟，该模型首次分析了气幕在混凝土重力坝中的隔震效果。研究表明，气幕能够显著降低坝体上游的动水压力和加速度反应，从而减少坝体裂缝的形成。气幕的厚度增加会进一步减少动水压力和加速度，但削减幅度的增加速率逐渐减小。此外，采用变厚度的气幕可以提高其效率，更有效地隔震，对于特定情况，变厚度气幕能将混凝土重力坝动水压力的最大值降低约50%，并能减少坝顶加速度峰值超过30%。 这篇论文的关键点包括： 1. 气幕隔震技术：这是一种创新的隔震策略，通过在坝体周围设置气幕来减弱地震波传递到坝体的能量，从而减少地震对坝体的损害。 2. 气-液-固三相耦合模型：该模型考虑了混凝土、水和气体之间的相互作用，更全面地反映了坝体在地震中的动力响应。 3. 混凝土开裂行为：论文中特别关注了地震导致的坝体混凝土开裂问题，这对于评估坝体的安全性和稳定性至关重要。 4. 黏弹性人工边界：这一方法用于模拟坝基边界条件，模拟辐射阻尼效应，帮助更准确地预测坝体的动力响应。 5. 变厚度气幕：通过改变气幕的厚度，可以优化其隔震性能，使得在不增加过多成本的情况下提高隔震效率。 6. 数值模拟与分析：研究采用了三维非线性数值模拟，这是对气幕隔震效果进行精确评估的重要手段，提供了量化数据支持。 7. 结果应用：根据模拟结果，气幕的使用可以显著改善混凝土重力坝在地震中的动态性能，减少潜在的破坏。 这篇论文的贡献在于提供了对混凝土重力坝隔震设计的新思路，对于提高坝体抗震能力，保障水利工程安全具有重要的实践指导意义。同时，也为未来类似结构的抗震设计提供了理论基础和技术参考。