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虑;假定涌浪时间差 Δ t ≤3s时,不考虑其时间差,即认
为此时涌浪首波同时到达 31个坝段。因此,可以根据滑
坡入水点距坝址的水平距离分为三种情况:
L:0.5km ≤L<2.5km,此时 31个坝段同时存在涌
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A
浪高度差和时间差;
L:2.5km ≤L<6.5km,此时 31个坝段不存在高度
B
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差,仅存在时间差;
L:L≥6.5km,此时 31个坝段可以认为是同时作
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用均匀的涌浪高度。
基于上述分析,本文选出 3种典型震后的滑坡涌浪
工况,如表 3所示。 图 4 涌浪高度差和时间差与水平距离 L 1 的关系
表 3 三种典型震后滑坡涌浪工况
工况 1 工况 2 工况 3
水平距离 L 1 ?km 0.5 2.5 6.5
滑坡速度 v?(m?s) 35 55 75
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滑坡体入水体积 U!10?m 3 6720 14300 19230
高度差 Δ H?m 31 小于 5,不考虑 小于 5,不考虑
时间差 Δ t?s 6.3 3.8 小于 3,不考虑
3.2 坝前涌浪压力的计算模型 震后的滑坡涌浪传播至坝前产生爬高,此时坝体承受的水压力由静水
压力和滑坡涌浪产生的动水压力组成。在滑坡涌浪对结构的冲击压力分布研究方面,黄锦林 [32] 通过物
理模型试验提出了一种坝前的涌浪压力计算模型。Chen等 [33] 进行了冰川入水产生冲击波的物理试验,
提出了作用在大坝上的最大压力荷载经验公式。Tan等 [34] 通过物理模型实验测得了滑坡对岸的涌浪压
力分布模型。Xu等 [16] 基于耦合的 SPH - DEM 算法,模拟了滑坡涌浪从产生到冲击大坝的全过程,并
得到了大坝上游面的水压力。其中,黄锦林得出的压力模型与 Xu等 [16] 模拟得到的动水压力分布基本
一致,且较为合理。因此,本文采用此涌浪压力模型,坝前沿高程的涌浪压力分布如图 5(a)所示,图
中"表示水的容重。在静水位以下,坝体上游面的涌浪压力沿高程是相同的,大小为 1.9倍的涌浪高水
头对应的浪压力;在静水位以上,1.9倍浪高范围内的涌浪压力采用静水压力分布形式。
坝前涌浪高是随着时间不断变化的,依据以往的滑坡涌浪数值模拟和物理模型实验中得到的坝前
涌浪变化曲线 [14,15,32,35 - 37] 可知,滑坡涌浪产生的首波对大坝的动力作用最大,当滑坡涌浪的首浪冲击
到大坝时,坝前的涌浪高和压力都呈现先增加后减小的趋势,且曲线接近于半正弦的模式。因此本文
仅分析涌浪首波对大坝的影响,近似采用半正弦波的形式模拟坝前涌浪高的变化过程。通过对比本文
与以往研究中的滑坡规模及产生的涌浪高,本文拟取涌浪首波的作用时间为 15s,如图 5(b)所示。
滑坡涌浪压力作用于地震动之后,为了保证地震动作用后拱坝能够达到稳定状态,在地震动作用
结束后和涌浪冲击作用之间设置间隔 20s。根据表 3中三种典型的震后滑坡涌浪工况计算坝前涌浪压
力作用时程,如图 6所示。工况 1中不同坝段的最大涌浪压力和涌浪到达时间不同,工况 2中只有涌
浪到达时间不同,工况 3中涌浪同时到达相同的涌浪压力。
4 坝前滑坡涌浪对震损拱坝损伤影响的度量指标
本文分别采用三种损伤影响指标,以度量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。
( 1)仅考虑损伤范围时,采用损伤体积比(R)和损伤面积比(R)作为指标,定义如下:
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