Page 297 - 《振动工程学报》2026年第3期
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第 3 期                   何卫平，等： 复杂波场效应对胶凝砂砾石坝地震响应影响研究                                       897

              久工程的发展。2004 年福建街面水电站下游胶凝                          拟地震波的传播效应和地基辐射阻尼效应，已在胶
              砂砾石围堰建成，此后陆续有十余座围堰采用胶凝                            凝 砂 砾 石 坝 地 震 响 应 分 析 中 得 到 推 广 。 KONDO
              砂砾石坝型设计。在永久工程方面，2019 年中国境                         等 ［25］ 采用黏性边界波动输入模型，研究胶凝砂砾石
              内首座永久工程——山西省守口堡胶凝砂砾石坝                             坝和重力坝的地震响应的差异。张劭华等                    ［26］ 采用黏
             （61.6 m）建成，2023 年四川省金鸡沟胶凝砂砾石坝                      弹性边界波动输入模型对守口堡胶凝砂砾石坝的地
             （33.0 m）建成。中国境内水力资源主要集中于地震                         震响应进行分析。此外，也有一些研究采用与波动
              带广布的西南地区，在该地区推广抗震性能优良、经                           输入模型类似的能量吸收边界，开展胶凝砂砾石坝
              济适用性强的胶凝砂砾石坝已成为未来发展的必然                            的地震响应研究，如 NOORZAD 等            ［27］ 结合蒙特卡罗
              趋势。为此，深入剖析胶凝砂砾石坝的抗震性能，揭                           法和模糊耦合仿真，评估胶凝砂砾石坝的整体强度
              示真实地震物理环境下的响应特征，对其推广应用                            安全；KIM 等    ［28］ 通过试验研究了胶凝砂砾石材料的
              具有重要意义。                                           强度特性，评估 3 种坡度胶凝砂砾石坝在地震作用
                  从发展历程看，目前胶凝砂砾石坝的地震响应                          下的稳定性。
              分析主要经历了拟静力法、反应谱法和时程分析法                                 综上，从波动输入角度开展地震响应分析是推
              三个阶段。由于胶凝砂砾石坝概念的提出时间较                             动胶凝砂砾石坝抗震理论发展的关键环节。由地震
              晚，采用拟静力法和反应谱法的相关研究数量较少，                           过程可知     ［29⁃30］ ，震源地震波在场址引起的入射波通
              LONDE 等 在提出胶凝砂砾石坝的文献中采用拟                          常具备数量庞大和信息复杂的特征。目前胶凝砂砾
                        ［2］
              静力法计算其地震响应，反应谱法则在一些学者的                            石坝地震响应分析采用的波动输入模型未能反映场
              早期研究中采用       ［7⁃10］ 。                            址复杂波场特征，因此无法揭示复杂波场效应对胶
                  时程分析法是胶凝砂砾石坝地震响应分析采用                          凝砂砾石坝地震响应的影响。针对该问题，本文首
              最多的方法。裴镔         ［11］ 采用无质量地基模型，研究附               先引入随机波场方法生成符合胶凝砂砾石坝场地特
              加质量法和流固耦合方法对大坝的动力特性和地震                            征的复杂波场信息，然后分别以垂直入射模型和复
              响应的影响。熊堃等         ［12］ 采用无质量地基和弹塑性材               杂波场模型      ［31］ 为基础，研究土耳其 Oyuk 坝的地震响
              料研究 Oyuk 坝在超载地震动作用下的非线性破坏                         应特征，进而评估复杂波场效应对胶凝砂砾石坝地
              模式。XIONG 等      ［13］ 采用无质量地基和细观损伤方                震响应的影响。
              法，研究胶凝砂砾石坝在高烈度地震作用下的非线
              性地震响应。熊堃等         ［14］ 分别采用弹塑性模型和细观               1 复杂波场效应与波场四维模拟
              损伤模型研究 Oyuk 坝在静动力荷载作用下的超载
              安全度。何蕴龙等        ［15］ 以无质量地基研究地震荷载对
                                                                1. 1 复杂波场效应
              胶凝砂砾石坝的作用，提出地震动态分布系数和动
              水压力分布系数的计算方法。闫菲                 ［16］ 、王睿星 ［17］ 采       胶凝砂砾石坝⁃地基体系的地震响应受场址复
              用无质量地基研究胶凝砂砾石坝的静动力特性，并                            杂波场的直接影响，在评估胶凝砂砾石坝的地震响
              针 对 坝 高 等 多 种 参 数 开 展 敏 感 性 分 析 。 CHEN            应中须考虑波场的复杂性、复杂波场在空间域内的
              等 ［18］ 采用无质量地基模型研究材料参数空间变化对                       物理传播过程和地基辐射阻尼效应等。
              胶 凝 砂 砾 石 坝 地 震 响 应 的 影 响 。 MAHMOODI                   实际地震在胶凝砂砾石坝场址形成的入射地震
              等 ［19］ 以刚性地基法为基础，采用增量动态分析法获                       波是复杂波场。由地震波的空间演化过程可知                      ［29⁃30］ ，
              取坝体的易损性曲线，并评估胶凝砂砾石坝的整体                            受震源⁃场址传播介质复杂性的影响，仅单一震源地
              性能。                                               震波在场址引起的入射波已呈现出数量庞大和信息
                  由以上研究可知，在时程分析法研究阶段，刚性                         复杂的现象。实际地震过程中，震源地震波不但在
              地基模型和无质量地基模型             ［20］ 是胶凝砂砾石坝地震           数量上不可胜数，而且在性质、幅值、频率和波形等
              响应分析采用较多的输入模型。从地基特征的完整                            方面各有不同，在空间分布范围上也呈现出较强的
              表达上，两类输入模型仍有不足：刚性地基模型忽略                           随机性。结合上述物理特征，实际地震在胶凝砂砾
              地基弹性，无法考虑结构⁃地基的动力相互作用；无                           石坝场址形成的入射地震波具备的基本特征是数量
              质量地基模型虽可近似考虑结构⁃地基动力相互作                            庞大和信息复杂。
              用，但对地基质量特性的忽略使其在模拟地震波传                                 地震波在空间域内的物理传播过程存在差异化
              播和地基辐射阻尼效应方面存在不足。波动输入模                            特征。胶凝砂砾石坝通常赋存于一定空间范围，场
              型是目前处于发展中的一类地震动输入模型                      ［21⁃24］ ，  址入射地震波的信息差异决定其在空间域内的物理
              可在考虑结构⁃地基动力相互作用的基础上，准确模                           传播过程也存在差异，如入射波的性质差异（P 波或
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