Nam Ngum5水电站重力拱坝地震响应与横缝特性分析

"Nam Ngum5水电站分缝重力拱坝地震响应分析 (2010年)" 本文是关于老挝Nam Ngum5水电站重力拱坝在地震作用下的动力响应研究，主要探讨了横缝的非线性动力特性和坝体的地震稳定性。研究采用了ABAQUS软件中的非线性指数型动接触模型和混凝土塑性损伤本构模型，以深入理解横缝在地震荷载下的行为。 在地震作用下，横缝的动态特性至关重要。分析结果显示，横缝的张开导致坝踵区域的主要拉应力显著增加，达到3.0MPa。这表明横缝的存在对大坝的应力状态有显著影响，增加了结构的不稳定性。此外，当考虑诱导短缝因素时，坝体的整体性能下降，刚度减弱，使得坝顶的顺河向动位移响应增大。尽管横缝开度也会相应增加，但诱导短缝对坝体应力的整体影响相对较小。 文章进一步指出，Nam Ngum5水电站的大坝能够承受的最大峰值加速度为0.40g。如果超过这个值，大坝可能存在从横缝底端与岸坡交界处开始的破坏风险，损伤会逐渐向坝踵及两侧坝肩扩展。这种破坏模式揭示了横缝在地震荷载下的关键作用，以及它们对大坝安全性的潜在威胁。 过去的拱坝结构分析往往忽视横缝的影响，将坝体视为整体结构处理。然而，随着研究的深入和技术的进步，人们开始认识到横缝对拱坝应力状态的重要性。虽然已有多种模型用于模拟缝接触问题，但每种方法都有其优缺点。例如，Woodman单元简化了横缝接触的模拟，但可能会导致法向应力的波动；非线性弹性本构关系的三维接触单元可以避免嵌入现象，但需要极小的加载步长，可能导致计算效率降低。 基于ABAQUS的非线性指数型动接触模型则提供了一种更有效的解决方案，它能更好地模拟地震荷载下横缝的动态行为和坝体的复杂响应。通过这样的精细分析，工程师可以更准确地评估大坝在地震中的稳定性和可能的破坏模式，从而为工程设计和安全评估提供有力支持。 关键词: 重力拱坝，横缝，诱导短缝，动接触模型，破坏模式，Nam Ngum5水电站。