非线性模拟：混凝土重力坝地震损伤的关键因素与安全评估

混凝土重力坝的地震损伤破坏模拟是一项关键的工程研究，由王娜丽和钟红两位学者在中国科技论文在线首发。他们针对传统线性分析方法在强震下对混凝土重力坝安全评估中的局限性进行了深入探讨。线性分析方法得出的最大应力容许应力标准在面对高强度地震时显得不足，无法准确反映实际的结构性能和安全性。 非线性方法在此研究中被引入，其核心在于考虑混凝土在损伤开裂后的应力重分布，这是一种更精确模拟大坝损伤过程的方法。研究者在宏观均质假设的基础上，进一步关注了局部易损区域的细观非均匀性，这是影响结构性能的关键因素。他们采用了带残余强度的幂函数下降段损伤演化模型，以最大拉应力和摩尔库伦准则作为损伤判断阈值，这一模型能够细致地描绘出混凝土在地震作用下的损伤演变过程。 在数值模拟部分，通过对比不同材料特性下的Koyna坝应力情况，研究者强调了考虑混凝土材料细观非均匀性和非线性特性的必要性。结果显示，混凝土坝的主要破裂往往源于受拉损伤，特别是坝的上下游折坡处和坝踵，这些部位是地震下的薄弱环节，设计时需特别加强。 关键词“混凝土重力坝”、“细观非均匀性”、“损伤破坏”和“数值模拟”揭示了论文的核心关注点，即如何通过细致的分析和模拟来提高混凝土重力坝的抗震能力，并为实际工程设计提供了科学依据。这项工作对于保障大型水坝在地震中的安全稳定具有重要意义，对于提升整个水利行业的抗震设计水平具有指导价值。