›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (S1): 319-327.

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

水电站地下厂房结构抗震计算方法探讨

张志国1, 2, 3,杨 阳2, 3,牟春来1,肖 明2, 3   

  1. 1. 长江设计院,武汉 430010;2. 武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室,武汉 430072; 3. 武汉大学 水工岩石力学教育部重点实验室,武汉 430072
  • 收稿日期:2013-07-26 出版日期:2014-06-10 发布日期:2014-06-20
  • 作者简介:张志国,男,1984年生,博士研究生,工程师,主要从事岩土工程、地下工程等领域的设计科研工作
  • 基金资助:

    国家重点基础研究发展计划973项目资助(No. 2010CB732005);国家自然科学基金重大研究计划资助(No. 91215301);国家自然科学基金资助(No. 51279136,No. 51209164);中央高校基本科研业务费专项资金资助(No. 2012206020203)

Discussion on seismic calculation methods of underground structure of hydropower station

ZHANG Zhi-guo1, 2, 3, YANG Yang2, 3, MOU Chun-lai1, XIAO Ming2, 3   

  1. 1. Changjiang Design Institute, Wuhan 430010, China; 2. State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University, Wuhan 430072, China; 3. Key Laboratory of Rock Mechanics in Hydraulic Structural Engineering of Education Ministry, Wuhan University, Wuhan 430072, China
  • Received:2013-07-26 Online:2014-06-10 Published:2014-06-20

摘要: 地下结构是水电站地下厂房抗震设计的关键,我国现行规范尚未对其抗震设计方法作出明确规定。结合汶川地震中映秀湾地下厂房结构震灾调查,采用拟静力法、反应谱法和时程法分别进行结构受力计算。结果表明,3种方法均能在一定程度上反应映力荷载作用下地下结构的破坏情况,为抗震设计提供理论依据。拟静力法计算结果偏安全,但其对顶拱、牛腿等局部结构计算有一定不合理之处;反应谱法能展现结构的薄弱部位,便于抗震加固,但在与围岩接触的结构分析中存在较大误差;时程法能精细反映地下结构的地震受力过程,计算结果与震害调查吻合较好,便于更为经济的工程设计。建议对安全级别高、规模大或处于高地震烈度区域的地下厂房结构采用时程法进行计算。

关键词: 地下结构, 抗震计算, 拟静力法, 反应谱法, 时程法

Abstract: According to numerous in-situ investigations of earthquake disasters, it is widely regarded that underground structure is of key significance for seismic design of underground cavern. Since no specified simulation methods are definitely issued in the specifications for seismic design of hydraulic structures in China, three common seismic calculation methods of underground structure including quasi-static analysis method, response spectrum method and time-history method are discussed. Numerical calculation are conducted using these methods for underground powerhouse structures of Yingxiuwan hydropower station under Wenchuan earthquake; and calculation results are analyzed based on the in-situ investigation of earthquake disasters. The results show that three methods can reflect the dynamic failure of underground structures to some extent and provide a theoretical basis for the seismic design. It is also shown that the calculation results of the quasi-static analysis method is prior to more safer design and unreasonable for simulating top arch and corbel; response spectrum method can estimate weak parts of structure, but not exactly in interaction analysis of concrete structure and surrounding rock; time-history method is able to precisely simulate the seismic response process under the earthquake disaster; and calculation result is best consistent with in-situ investigation of earthquake disasters, which is better for precise and economic engineering design. Time-history method is suggested to be used for dynamic calculation for the underground powerhouse of high level security, large-scale or in high seismic intensity region.

Key words: underground structure, seismic calculation, quasi-static analysis method, response spectrum method, time-history method

中图分类号: 

  • TV 731
[1] 王冲, 胡大伟, 任金明, 周辉, 卢景景, 刘传新, . 侵蚀性环境对地下结构渗透和力学特性影响研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3457-3464.
[2] 许紫刚, 杜修力, 许成顺, 韩润波, 乔磊. 复杂断面地下结构地震反应分析的 广义反应位移法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3247-3254.
[3] 庄海洋, 付继赛, 陈 苏, 陈国兴, 王雪剑, . 微倾斜场地中地铁地下结构周围地基液化与变形特性振动台模型试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1263-1272.
[4] 徐 鹏, 蒋关鲁, 邱俊杰, 高泽飞, 王智猛, . 整体刚性面板加筋土挡墙振动台模型试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 998-1004.
[5] 许紫刚, 杜修力, 许成顺, 张驰宇, 蒋家卫. 地下结构地震反应分析中场地瑞利阻尼 构建方法比较研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4838-4847.
[6] 宋林辉,王宇豪,付 磊,梅国雄,. 软黏土中地下结构浮力测试试验与分析[J]. , 2018, 39(2): 753-758.
[7] 张 健,王新征,胡瑞林,. 无限倾斜填土非竖直墙背条件下地震主动土压力计算[J]. , 2017, 38(4): 1069-1074.
[8] 曹 洪,朱东风,骆冠勇,潘 泓, . 临江地下结构抗浮计算方法研究[J]. , 2017, 38(10): 2973-2979.
[9] 刘仰鹏,贺少辉,汪大海,李丹煜. 超大跨度深埋地下结构围岩压力计算研究[J]. , 2015, 36(S2): 118-124.
[10] 谷 音,庄舒曼,卓卫东,孙 颖. 考虑饱和土的地铁车站结构非线性地震反应研究[J]. , 2015, 36(11): 3243-3251.
[11] 刘华丽 ,宫云祥 ,李宏伟 ,朱大勇 . 基于滑面正应力分布的爆炸震动荷载作用下边坡稳定性分析[J]. , 2013, 34(S1): 117-120.
[12] 赵跃堂,罗中兴,李振慧,储 程. 深埋地下结构静动力耦合响应分析的边界条件设置方法[J]. , 2013, 34(5): 1495-1500.
[13] 文畅平. 多级支挡结构地震主动土压力的极限分析[J]. , 2013, 34(11): 3205-3212.
[14] 文畅平. 多级支护边坡屈服加速度及因素敏感性分析[J]. , 2013, 34(10): 2889-2897.
[15] 邓东平,李 亮,罗 伟. 地震荷载作用下土钉支护边坡稳定性拟静力分析[J]. , 2012, 33(6): 1787-1794.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 宫伟力,安里千,赵海燕,毛灵涛. 基于图像描述的煤岩裂隙CT图像多尺度特征[J]. , 2010, 31(2): 371 -376 .
[2] 万 智,董 辉,刘宝琛. 基于正交设计下SVM滑坡变形时序回归预测的超参数选择[J]. , 2010, 31(2): 503 -508 .
[3] 孙曦源,栾茂田,唐小微. 饱和软黏土地基中桶形基础水平承载力研究[J]. , 2010, 31(2): 667 -672 .
[4] 王明年,郭 军,罗禄森,喻 渝,杨建民,谭忠盛. 高速铁路大断面黄土隧道深浅埋分界深度研究[J]. , 2010, 31(4): 1157 -1162 .
[5] 胡勇刚,罗 强,张 良,黄 晶,陈亚美. 基于离心模型试验的水泥土搅拌法加固斜坡软弱土地基变形特性分析[J]. , 2010, 31(7): 2207 -2213 .
[6] 谭峰屹,姜志全,李仲秋,颜惠和. 附加质量法在昆明新机场填料压实密度检测中的应用研究[J]. , 2010, 31(7): 2214 -2218 .
[7] 柴 波,殷坤龙,肖拥军. 巴东新城区库岸斜坡软弱带特征[J]. , 2010, 31(8): 2501 -2506 .
[8] 王学武,许尚杰,党发宁,程素珍. 水位骤降时的非饱和坝坡稳定分析[J]. , 2010, 31(9): 2760 -2764 .
[9] 王维铭,孙 锐,曹振中,袁晓铭. 国内外地震液化场地特征对比研究[J]. , 2010, 31(12): 3913 -3918 .
[10] 杨召亮,孙冠华,郑 宏. 基于潘氏极大值原理的边坡稳定性的整体分析法[J]. , 2011, 32(2): 559 -563 .