高土石坝加筋坝体安全评价与极限抗震能力研究项目摘要

利用集成数字图像采集系统的高压大型静、动两用三轴仪开展大范围围压下土工格栅加筋堆石复合体材料静、动应力变形特性研究，根据试验结果确定高土石坝加筋坝体有限元计算方法、本构模型及计算参数。将有限元滑面应力稳定分析法应用于高土石坝加筋坝体抗震安全评价，建立基于有限元应力变形分析的集拟静力稳定分析、动力时程分析和地震变形分析于一体的高土石坝加筋坝体抗震安全评价体系，完善超高土石坝的抗震安全评价方法、评价标准、坝体加固及其作用机理以及极限抗震能力研究，将技术研究成果应用于实际工程，为工程的可行性研究和建设提供可靠的理论和技术支撑。

强震区高土石坝的抗震安全设计是当前我国水利水电建设的核心问题之一,为保证高土石坝的整体抗震安全性，须对高坝抗震加固措施和抗震安全评价方法进行研究，更新设计理论和方法。坝顶1/5-1/4区域的地震变形防控是目前在高土石坝抗震设计领域正在迅速发展的设计理念和方法，本项目针对高土石坝地震变形安全防控抗震性能设计的若干基础问题，着重研究：(1)土工格栅加筋堆石料静、动力特性研究。(2)高土石坝基于变形安全防控抗震性设计理论和方法，包括高土石坝坝坡抗震稳定分析研究和高土石坝极限抗震能力研究。(3)高土石坝双向离心机振动台模型试验研究。 2100433B

土石坝是水利水电工程建设中的主导坝型之一。在高烈度区修建高土石坝，抗震稳定问题往往是控制因素。本项目以土石坝为研究对象，对土石坝地震安全评价的计算智能方法进行理论和应用研究。将群集智能优化、径向基网络等新型计算智能方法引入土石坝抗震安全评价领域，为土石坝动力反应分析和抗震安全复核提供新的策略。着重开展了如下三个方面的研究工作： （1）提出了基于群体智能的坝坡最危险滑动面搜索算法，为高土石坝边坡-地基系统最危险滑动面求解打下基础； （2）提出了基于径向基网络的高土石坝动力参数反演分析方法，为有效利用观测数据，更准确的进行动力反应分析和抗震安全复核提供条件； （3）提出了高土石坝动力响应预测的神经网络模型和地基液化判别的智能优化建模方法，用于土石坝变形预测和地基液化判别。 2100433B

在高烈度区的深覆盖层上修建高土石坝，抗震问题往往是控制因素，由于目前经验较少，需要从理论和实践两方面进行抗震研究工作。本项目以高土石坝为研究对象，对地震安全评价的计算智能方法进行理论和应用研究。具体内容包括：采用新型全局智能优化方法求解地震作用下高土石坝边坡-地基系统最危险滑动面，用于拟静力抗震稳定分析及震后稳定性评价；研究基于径向基网络的高土石坝动力参数反演分析方法，为有效利用观测数据，更准确的进行动力反应分析和抗震安全复核提供条件；提出高土石坝动力响应预测的神经网络模型和地基液化判别的智能优化建模方法，用于土石坝永久变形预测和地基液化判别。本项目将群集智能优化、径向基网络等新型计算智能方法引入土石坝抗震安全评价领域，为土石坝动力反应分析和抗震安全复核提供新的策略。

本项目拟分别对加筋黄土试样在自行改进的大三轴剪切仪上进行试验，同时进行随机地震荷载作用下加筋黄土动三轴试验，研究加筋黄土的应力-应变关系及其强度特性，以获得较合理的加筋层间距和加筋位置，建立加筋黄土的动、静本构模型及其参数；通过黄土地基的动、静模型试验研究在静力和地震动力作用下加筋黄土地基中的应力、应变和破坏变形规律；在此基础上，利用弹塑性力学、断裂力学等观点分析加筋黄土在不同加筋方式下的加筋机理及其破坏特征。最后，把试验中获得的加筋黄土动、静本构模型和参数引入实际地基工程进行动力和静力有限元分析，研究加筋和未加筋地基在静力和地震作用下的应力和变形规律，和模型试验相对比，对加筋黄土的本构模型进行验证。本项目的研究成果将为加筋土技术在黄土地区的推广使用将会产生很大的经济效益和社会效益，同时，能使加筋土技术能在地震区得到合理运用，具有极其重要的理论意义和现实意义。 2100433B