土石壩地震可靠度分析.pdf

1、20世紀50年代以來，國內(nèi)外在強地震區(qū)建造的土石壩日漸增多。今后幾十年，特別是在中國，將有更多的土石壩在強地震區(qū)興建，從而使這一工程的抗震技術(shù)日益受到關(guān)注。
　　土石壩的抗震設(shè)計存在大量的不確定性，包括土性參數(shù)的不確定性、計算模型參數(shù)的不確定性、模型尺寸的不確定性以及地震荷載的不確定性等等，以往的設(shè)計中，工程設(shè)計人員常常把實際工程中的這些不確定性歸結(jié)為一個確定性的安全系數(shù)上，對于靜力計算通常會預(yù)留出較富裕的安全儲備，但對于隨機性很

2、強的地震作用，安全系數(shù)很高的土石壩可能因為一次地震作用就出現(xiàn)永久性的破壞，這與地震動的峰值加速度、卓越周期以及持時都有很大關(guān)系。
　　本文基于傳統(tǒng)定值設(shè)計法的不足，考慮地震動的隨機性，用可靠度指標評價土石壩的安全程度。同時，文中對比了多種傳統(tǒng)可靠度計算方法，認為以往的可靠度分析方法主要分為靜力和動力兩類，靜力可靠度方法多用來解決材料參數(shù)以及方法本身的不確定性，對于地震動的隨機性，往往不能獨立使用;可靠度方法主要是基于隨機振動首次超

3、越概率理論提出的可靠度計算公式，這種方法應(yīng)用理論多、難度大、成果較少且計算過程復(fù)雜。鑒此，本文引用了一種解決土石壩地震可靠度的簡便思路—響應(yīng)極值分布法，通過考察土石壩地震響應(yīng)極值的概率分布，給出了土石壩在一系列符合某場地地震統(tǒng)計特性的地震動作用下結(jié)構(gòu)直觀的失效概率和可靠度指標。在此思路基礎(chǔ)上，本文做了以下幾項工作:
　　(1)通過時域和頻域內(nèi)雙重非平穩(wěn)性的地震動模型，人工合成了大量峰值加速度滿足某種分布規(guī)律的隨機地震波，考察了某些

4、土石壩地震響應(yīng)（壩頂加速度反應(yīng)、加速度放大倍數(shù)、壩坡安全系數(shù)、壩體豎向永久變形）的概率分布，分析了地震參數(shù)（震級、震中距）對這些響應(yīng)分布的影響情況。
　　(2)將壩坡最小安全系數(shù)的分布擬合為概率密度函數(shù)，計算了土石壩壩坡地震作用下的失效概率和可靠度指標，列出了最小安全系數(shù)不同的臨界值下土石壩的失效概率參考值。
　　(3)將土石壩壩頂豎向永久變形量的分布擬合為概率密度函數(shù)，計算了土石壩由于震陷而導(dǎo)致的失效概率和可靠度指標，用《