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地震作用下水利水電工程邊坡穩(wěn)定分析研究進展

文檔作者：張伯艷1 王璨2 李德玉1 王立濤1 文檔來源： 1．中國水利水電科學研究院工程抗震中心 2．北京市豐臺區(qū)衛(wèi)生和計劃生育監(jiān)督所．		點擊數：	更新時間： 2023年10月05日
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第16卷第3期中國水利水電科學研究院學報v。1．16 No．3
2018年6月Journal of China Institute of Water Resources and Hydropower Research J““e，2018
文章編號：1672—3031(2018)03—0168—11
地震作用下水利水電工程邊坡穩(wěn)定分析研究進展
張伯艷1，王璨2李德玉1，王立濤1
(1．中國水利水電科學研究院工程抗震中心，北京100048；2．北京市豐臺區(qū)衛(wèi)生和計劃生育監(jiān)督所．北京100166)
摘要：水利水電工程在建設過程中和建成后的運營期間，不可避免地遇到大量滑坡體和邊坡，這些邊坡地震時極
易發(fā)生失穩(wěn)，將嚴重威脅水利水電樞紐工程安全。掌握邊坡的地震失穩(wěn)機理，采用合理方法防范此類災害發(fā)生是
確保T程安全的必要任務。本文從試驗分析和計算仿真兩個研究手段出發(fā)．查閱了大量文獻，系統(tǒng)闡述了水利水
電工程邊坡地震安全研究的發(fā)展歷程。并對這一領域的最新研究成果進行了歸納，評述了各類邊坡穩(wěn)定分析方法
的優(yōu)點和不足，展望了進一步研究需要加強的工作，著重指出了建立切實可行的邊坡地震穩(wěn)定性評價指標與安全
標準是當前研究中最為緊迫的任務。
關鍵詞：邊坡穩(wěn)定；水利水電工程；地震；試驗分析；計算仿真
中圖分類號：TU44l 文獻標識碼：A
1 研究背景
在水利水電工程建設和運行中，大多涉及邊坡的穩(wěn)定問題’。。，大型工程中的高陡邊坡問題更加突
出。如天生橋二級水電站、漫灣、洪家渡、龍灘、小灣、錦屏、大崗山、溪洛渡和白鶴灘等水電站
工程，小浪底水利樞紐進出17I工程、長江三峽水利樞紐船閘工程，均存在邊坡穩(wěn)定性問題，都進行
過邊坡加固處理。水電工程邊坡的特點是：地處深山峽谷，地形地質條件復雜，邊坡開挖深，高度
大，處理難度高，其穩(wěn)定性往往成為制約工程設計的關鍵技術問題。
由于高壩大庫大多建于西部地區(qū)，西部地區(qū)是中國大陸的主要地震區(qū)2，地震烈度無論在時間和
空間的分布上。西部地區(qū)都大于東部地區(qū)，近代中國大陸82％的強震都發(fā)生在該地區(qū)，這使水電工
程的高陡邊坡穩(wěn)定分析難度更大。雖然汶川地震中近壩工程邊坡與遠離壩址的天然邊坡比較而言有
較好的抗震表現，這主要得益于工程建設過程中對邊坡采取的各種加固措施，然而邊坡地震的輸入
機制，地震沿邊坡的放大效應，各種加固措施的抗震機理，均缺乏深人認識，邊坡的抗震穩(wěn)定分析
和研究相對邊坡靜力穩(wěn)定分析而言要薄弱得多，才剛剛起步；邊坡抗震穩(wěn)定分析和研究相對于高壩
的抗震分析而言也顯不足。強震作用下的高壩安全問題已引起工程設計和研究人員的極大關注并取
得了明顯進步2’6，然而，在地震作用下，邊坡尤其是近壩邊坡的失穩(wěn)，可能會導致大壩的功能喪
失，甚至有產生潰壩的風險。特別對于拱壩來說，拱壩壩肩和近壩邊坡的穩(wěn)定安全是壩體安全的保
證。因此，近年來，地震作用下邊坡穩(wěn)定分析和研究獲得了越來越多的關注，本文擬將此學科研究
現狀與最新成果作出概括、總結與展望，這不論從工程應用的角度，還是從學科發(fā)展的角度都具有
深遠意義。
2邊坡穩(wěn)定數值模擬的研究進展
水利水電工程邊坡在地震作用下的穩(wěn)定分析研究，除涉及靜力作用(如自重、降雨、開挖應力、
收稿13期：2017—11—09
基金項目：中國水利水電科學研究院科研專項(EBOl458382016)
作者簡介：張伯艷(1961一)，男，安徽宿松人，博士，教授級高級工程師，主要從事工程抗震研究
E-mail：zhangboyan2008@163．eom
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