Page 93 - 2024年第55卷第2期

一些学者研究了滑坡涌浪对大坝的影响：黄锦林等 ［１１］ 通过物理模型实验得到了坝前的涌浪荷载计
算模型，并对乐昌峡大坝进行了安全评估；卢国帅 ［１２］ 基于黄锦林的涌浪压力模型，探讨了地震滑坡涌
浪作用下 Ｋｏｙｎａ重力坝的损伤情况；李静等 ［１３］ 采用 ＳＰＨ方法研究了坝面涌浪冲击压力模式以及涌浪
对挡水重力坝的影响。
根据当前现状，滑坡涌浪对坝体的影响研究大多是针对重力坝的，对于震后滑坡涌浪冲击下的震
损拱坝研究还处于空白。然而在我国西南地区一系列高拱坝已相继建成，由于西南地区属于高烈度地
震区，且坝址地质条件复杂，库区存在许多大的潜在滑坡，地震后极有可能导致大规模的滑坡失稳入
水激起巨大涌浪。因此，研究震后滑坡涌浪对震损拱坝的影响很有必要，对于能更好地保障大坝安全
具有重要意义。
近年来，国内外学者开始关注滑坡涌浪传播至坝前的涌浪特性。邓成进等 ［１４］ 通过三维物理模型实
验得到了坝前不同测点的涌浪高，从浪高随时间的变化曲线可以看出，坝面不同位置的首浪高度是不
同的，且涌浪首波到达坝面的时间也有差别；华璐等 ［１５］ 探究了近坝库区滑坡涌浪的漫坝特性，发现坝
前首浪振幅沿坝体两岸向中间减小；Ｘｕ等 ［１６］ 基于 ＳＰＨ － ＤＥＭ 耦合方法再现了 Ｖａｊｏｎｔ滑坡涌浪，得到
了坝面不同位置的涌浪高度的变化，不同位置的涌浪漫顶高度是不同的。基于以上研究可见，滑坡涌
浪传播到坝前的涌浪高和到达时间是不同的。然而，现有研究通常假定涌浪为同时到达坝前的等高荷
载，尚未考虑坝前涌浪空间分布和时间特性对大坝的影响。
据此，本文以某高拱坝为例，首先，建立了动力分析的数值仿真模型，以模拟地震动对大坝的影
响；其次，基于滑坡涌浪浪高估算的中国水科院经验公式 ［１７］ ，分析了坝前滑坡涌浪高沿不同坝段的分
布规律，并建立了坝前涌浪压力的计算模型；进而，从滑坡涌浪对震损拱坝造成的损伤范围和考虑损
伤程度的损伤范围两个方面，建立了坝前滑坡涌浪对震损拱坝损伤影响的度量指标；最后，依据数值
仿真的计算结果，详细分析了坝前滑坡涌浪压力的不同分布形式对震损拱坝损伤的影响。

２ 动力分析数值仿真模型

某高拱坝为混凝土双曲拱坝，最大坝高 ２８９ｍ，坝顶高程为 ８３４ｍ，坝前正常蓄水位高程为 ８２５ｍ。
本文基于商业有限元软件 ＡＢＡＱＵＳ建立坝体－ 地基有限元模型，如图 １（ａ）所示，拱坝设置了 ３０条横
缝，共包含 ３１个坝段，编号如图 １（ｂ）所示。该模型共包括 ３８４２６个实体单元和 ５６４１７个节点，为了
更精确地模拟坝体损伤，有限元网格最小尺寸为 ２ｍ左右，将坝体细化为 ２５７７６个实体单元和 ３９４１０
个节点。

图 １ 拱坝－ 地基的三维有限元模型及混凝土应力－ 应变关系

— ２ １ ５ —