Page 104 - 2022年第53卷第9期

在库水与地震的同时作用下，坝体中上部的混凝土块体可能沿着裂缝面滑动或倾倒，导致混凝土块体
脱离坝体，使拱坝失去挡水作用。拱坝的挡水部分如果遭到破坏，倾泻而下的洪水必将对下游造成灾
难性的后果。因此，高拱坝中上部的抗震安全应当引起重视，选用合适的指标对高拱坝中上部的局部
损伤状态进行评价、对高拱坝中上部易破损位置进行定位设防具有重要意义。

图 １ 高拱坝振动台试验坝体破坏形态 ［７］

目前已有许多学者进行了高拱坝抗震安全评价方法的研究，针对高拱坝的局部损伤或拱坝 － 地基
整体系统提出了安全评价指标，探讨了高拱坝的抗震稳定性。涂劲等 ［８ － １０］ 采用强震时坝体位移反应发
生突变作为拱坝体系整体失稳的判断准则，对国内多座高拱坝进行了整体抗震安全性研究。李德玉
等 ［１１］ 综合考虑坝与地基残余位移、坝缝开合以及坝基面开裂范围等特征，研究了白鹤滩拱坝极限抗震
能力。熊等 ［１２］ 以拱坝－ 地基系统代表性位移、变形量变化曲线的拐点作为评判指标，分析了乌东德
拱坝的极限抗震能力。张景奎等 ［１３］ 综合考虑了拱坝位移突变及坝肩滑块抗滑稳定安全因子时程，分析
了拱坝－ 坝肩整体抗震安全。程恒等 ［１４］ 以坝体关键点的位移时程曲线突变及坝基面贯通性破坏区为失
稳判据，研究了沙牌拱坝整体抗震稳定性。张冲等 ［１５］ 综合坝肩滑裂体动态安全系数时程、坝体应力等
多种指标对拱坝－ 坝肩整体系统的动力稳定进行了分析。范书立等 ［１６ － １７］ 基于拱冠位移、横缝开度和损
伤体积比对白鹤滩拱坝进行了地震易损性分析。梁辉等 ［１８］ 采用右岸滑块底滑动面的残余滑动位移作为
指标，定义了拱坝－ 地基体系地震整体抗滑稳定性能水平。涂劲等 ［１９］ 提出了改进的混凝土动态损伤模
拟中拉压转换本构关系数值模型，并对大坝进行了地震下的损伤分析。Ｚｈａｎｇ等 ［２０］ 提出了拱坝抗震安
全评价的 ３个性能指标，包括坝踵开裂未穿透帷幕灌浆、坝体上部开裂未贯穿横截面、横缝开度未超
过允许值。Ａｌｅｍｂａｇｈｅｒｉ等 ［２１］ 提出了基于最大坝顶位移和损伤能量耗散的损伤指标，并研究了坝体损
伤状态。Ａｍｉｒｐｏｕｒ等 ［２２］ 以上下游面超应力面积和坝顶位移为评价指标建立 ＩＤＡ曲线，量化混凝土拱
坝的极限状态。Ｙａｏ等 ［２３］ 使用坝顶变形性能指标，进行了拱坝抗震安全评价。李静等 ［２４］ 提出了损伤
面积比和损伤体积比来评价拱坝的地震安全性。Ｐａｎ等 ［２５］ 选择最大横缝开度、坝基界面开裂深度和坝
体上部开裂程度作为破坏指标绘制 ＩＤＡ曲线，确定坝体性能水平。Ｈａｒｉｒｉ － Ａｒｄｅｂｉｌｉ等 ［２６］ 提出了基于位
移、裂缝或能量的高拱坝损伤指标，并应用于混凝土高拱坝的地震损伤分析。Ｗａｎｇ等 ［２７］ 根据高拱坝
动力计算 的 损 伤 分 布 和 横 缝 开 度 提 出 了 三 种 极 限 状 态，研 究 了 大 岗 山 拱 坝 的 地 震 易 损 性。 Ｌｉａｎｇ
等 ［２８ － ２９］ 以坝肩滑块底面滑移量和滑移面积比为指标，研究了参数不确定性对高拱坝抗震稳定性的影
响，并定义了基于滑动的损伤等级用于混凝土拱坝的地震稳定性影响。
可以看出，当前对高拱坝－ 地基系统安全评价的研究已经取得了一定进展，对抗震安全指标随着
地震动强度的变化以及时程响应过程有许多探讨。目前常用的安全评价指标主要集中为坝体损伤值、
坝体控制点位移、坝肩滑块位移或抗滑安全系数、坝基面开裂深度以及横缝的开度等，这些指标或单
独使用或联合使用来评判高拱坝－ 地基系统的稳定性。坝体中上部的损伤情况影响到拱坝的挡水功能，
但目前高拱坝的安全评价侧重于研究坝肩滑块稳定性和坝基面损伤对坝体安全的影响，反映坝体中上
部损伤状态的评价指标较少。当下使用较多的坝顶顺河向位移以及坝体中部横缝张开度都不能很好地
描述坝体中上部的损伤状态 ［３０］ ，也无法反映坝块损伤后的局部稳定性，因此需要对坝体中上部的安全
评价问题提出合适的评价指标，并建立局部安全评价指标与损伤、地震动强度的关系。

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