动力计算结果分析

在三维动力计算分析中，选取河床段靠近右岸坡侧的横断面（0+81断面）作为代表性断面整理计算结果。在结果的整理中，如无特别说明，所给出的最大值（加速度、动应力等）均是动力反应中实际算得的最大反应值。断面上选取的若干典型节点和单元的位置见图5.2-2。

图5.2-2　典型节点和单元的位置示意

节点a、b、c水平顺河向和竖向的加速度反应-时程曲线见图5.2-3至图5.2-5。

图5.2-3　节点a的加速度反应-时程曲线

图5.2-4　节点b的加速度反应-时程曲线

图5.2-5　节点c的加速度反应-时程曲线

坝体水平顺河向最大反应加速度和最大竖向反应加速度分布见图5.2-6至图5.2-7。

图5.2-6　0+81剖面顺河向最大反应加速度等值线（单位：m/s2）

图5.2-7　0+81剖面最大竖向反应加速度等值线（单位：m/s2）

由计算结果可见，坝体加速度反应在顺河向最为强烈，顺河向加速度反应在河床中部最大。堆石顺河向最大加速度为7.47 m/s2，最大加速度放大倍数为2.63，发生在下游坝顶。面板顺河向最大加速度为7.32 m/s2，最大加速度放大倍数为2.58。坝体横河向（坝轴向）最大加速度为3.74 m/s2。坝体最大竖向加速度为4.18 m/s2，最大加速度放大倍数为2.21。下游坡的反应加速度大于上游坡的反应加速度，坝体水平顺河向最大加速度发生在下游坝顶处，坝体竖向最大加速度发生在下游坡上部靠近坝顶处。相比之下，竖向加速度反应比水平向加速度反应要小。

坝顶及坝顶附近下游坡区域的加速度反应比较大，在地震作用下上述区域存在局部堆石松动、滑落的可能性，应采取适当的加固措施。

A号、B号和C号单元的最大动剪应力-时程曲线见图5.2-8至图5.2-10。坝体横剖面最大动剪应力分布情况见图5.2-11，堆石体的最大动剪应力为334.3 kPa。

图5.2-8　典型单元A最大动剪应力-时程曲线

图5.2-9　典型单元B最大动剪应力-时程曲线

图5.2-10　典型单元C最大动剪应力-时程曲线

图5.2-11　0+81横剖面最大动剪应力等值线（单位：kPa）

在地震情况下，面板沿坝坡向和坝轴向的动应力较大，法向动应力较小。面板沿坝坡向和坝轴向最大动压应力和动拉应力等值线见图5.2-12至图5.2-15。面板沿坝坡向最大动应力出现在面板中上部，数值为3.21 MPa，坡向最大动拉应力为3.04 MPa。面板沿坝轴向最大动压应力为2.68 MPa，坝轴向最大动拉应力为2.51 MPa。由于河床深槽的影响，面板底部有应力集中现象。

图5.2-12　面板坡向最大动压应力等值线（单位：MPa）

图5.2-13　面板坡向最大动拉应力等值线（单位：MPa）

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图5.2-14　面板坝轴向最大动压应力等值线（单位：MPa）

图5.2-15　面板坝轴向最大动拉应力等值线（单位：MPa）

静、动叠加情况下面板拉应力区的分布情况见图5.2-16（图中阴影部分）。由图可见，面板周边部位存在拉应力，且拉应力区范围较广，因此有必要在相应部位采取一定的工程处理措施，以防止面板产生结构性裂缝。

图5.2-16　面板拉应力区分布情况（阴影部分为拉应力区）（静、动叠加）

面板顶部节点水平顺河向动反应位移-时程线（不含地震过程中的残余变形）见图5.2-17。地震结束后因地震作用产生的面板地震残余挠度情况（0+81横剖面）见图5.2-18，其中最大值为39.8 cm。

地震引起的周边缝最大位移为：张开10.8 mm；沉降10.1 mm；剪切9.3 mm。地震引起的垂直缝最大位移为：张开7.5 mm；沉降4.4 mm；剪切3.7 mm。

图5.2-17　面板顶部节点水平顺河向动反应位移-时程线

图5.2-18　震后因地震作用产生的面板挠度（cm）（0+81剖面）

在地震工况下，防渗墙竖向最大动压应力为1.67 MPa，竖向最大动拉应力为1.55 MPa。防渗墙坝轴向最大动压应力为1.52 MPa，坝轴向最大动拉应力为1.46 MPa。

防渗墙竖向最大动压应力和动拉应力等值线见图5.2-19和图5.2-20。防渗墙坝轴向最大动压应力等值线和动拉应力等值线见图5.2-21和图5.2-22。

可见，在地震作用下，防渗墙在顶部和底部都出现了较大的动拉应力，坝轴向动拉应力在岸坡处也比较大，应予适当注意。

地震引起的连接板与趾板间接缝最大位移为：张开1.8 mm；沉降2.6 mm；剪切2.9 mm。地震引起的连接板与防渗墙间最大接缝位移为：张开3.1 mm；沉降2.1 mm；剪切3.9 mm。

图5.2-19　防渗墙竖向最大动压应力等值线（单位：MPa）

图5.2-20　防渗墙竖向最大动拉应力等值线（单位：MPa）

图5.2-21　防渗墙坝轴向最大动压应力等值线（单位：MPa）

图5.2-22　防渗墙坝轴向最大动拉应力等值线（单位：MPa）

坝体横剖面水平顺河向和竖向残余位移分布见图5.2-23和图5.2-24。沿坝轴线纵剖面竖向残余变形分布情况见图5.2-25。坝体最大顺河向残余位移中，向下游最大，为20.3 cm，向上游的最大水平残余位移为12.4 cm。最大坝轴向残余位移中，向左岸10.2 cm，向右岸9.8 cm；最大竖向残余位移（沉降）为37.8 cm，发生在坝顶处。坝体下游的残余变形相对比上游的残余变形大。坝体地震沉陷量为坝高（不含覆盖层厚度）的0.28%。

图5.2-23　0+81横剖面水平顺河向残余位移等值线（向下游为正，单位：cm）

图5.2-24　0+81横剖面竖向残余位移等值线（向下游为正，单位：cm）

图5.2-25　沿坝轴线纵剖面竖向残余变形等值线（单位：cm）