震害分析及抗震措施

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1、水坝震害特点分析及抗震措施姓名:班级:学号:自评分:教师评分:水坝震害特点分析及抗震措施1.地震简介  地震(earthquake)是一种强烈的地层活动,大地振动是地震最直观、最普遍的表现。地震是极其频繁的,全球每年发生地震大约为500万次,地震(earthquake)对整个社会有着很大的影响。5级以上地震波及面一般都比较大,随着震级的加大地震的破坏性成几何级数地增大(震级每增加一级其所释放的能量将增大约30倍)。2.水坝地震简介  水坝发生地震时,由于地震惯性力突然增加,水库大坝在内部(坝体结构本身)与外部(库水的动水压力)各种作

2、用力的作用下,大坝坝体将发生变形、坝基也将产生相对位移或不同期位移。根据相关资料地震分析,地震对土坝的主要破坏主要有:裂缝、滑坡、渗漏量增大、砂基液化、坝顶沉陷、地震涌浪、护坡的隆起与滑动、地下埋管断裂、防浪墙与混凝土建筑物的破坏、闸门与启闭设备的破坏、库区塌岸等。  ★7级以上地震还可能造成坝体的错动与滑动,在库水位较高的情况下,可能来不及抢护,短时间内即发生溃坝,造成的损失将十分巨大。  ★对于较大震级(烈度)的地震,必须按最不利情况对水库大坝的抗震稳定性进行综合评价,对评价存在问题时应进行加固或保持较低水位运用,避免重特大事故

3、的发生。3.水坝(土石坝)抗震措施  ★水库大坝或者水库的其他重要建筑物在地震发生后要做到:“大震不垮,小震不坏”切实保障下游人民生命财产安全。  ★采取如下抗震措施对减轻水坝工程震害方面已有了较多的经验:  1)如果土坝的夯实、碾压、防渗截水槽与防渗墙等施工质量较好、运行水位适宜的情况下,即使在地震烈度10度区内,土坝也有很好的抗震性能。  2)地震最普遍的震害是裂缝和变形,可以采取适当措施,减少裂缝产生的可能性,辅助防渗措施,并预留足够的坝顶超高,设置稳定防浪墙,防止因震陷或地震涌浪漫坝造成的溃坝事故。  3)对可能发生砂层或软

4、弱土层液化的地方进行前期处置,如实施置换土法或者深层加密技术等,经过处理的土坝能有效地减轻地震带来的损害。  4)对坝下埋管(册田水库如清泉洞)地震后必须加强观测与抢护。地下埋管在地震烈度较大时易于折断、裂缝、漏水,极有可能形成较大的渗流通道,如果抢护不及时的话,在很短的时间内就会导致大坝的溃决。  ★据现有资料来看,地震造成的溃坝,一般发生有主震后的2~3小时以后,有的发生在1天以后,所以及时的抢护工作就尤为重要。4.地震对坝体危害严重破坏坝体1).裂缝裂缝是最常见的震害,在四川地震水库核查中,核查过的所有大坝及附属建筑物都出现了

5、不同程度的裂缝,有的裂缝十分严重,成为危及大坝安全的主要因素。大坝裂缝根据分布形式,又可分为纵向裂缝和横向裂缝。纵向裂缝是沿坝轴方向的裂缝,多位于坝顶中部,少数则出现在坝顶附近的上下游侧。大坝因地震往往产生上下游方向的往复运动,这种运动会在坝体内产生上下游方向的拉应力,由于土石坝材料不能抵抗拉力,就会产生纵缝。由于离基础越高震动幅度越大,所以纵向裂缝多出现在坝的高部、坝顶附近。具体纵向裂缝的开度及严重程度,除了与大坝所在位置的地震烈度有关外,还与坝址区的震动方向、坝体厚度、大坝自震频率等结构特性、大坝与基础的材料特性等因素有关,故定

6、量影响应根据具体情况分析。坝体的另一种常见裂缝是横缝,即垂直于坝轴向的裂缝。当地震波沿大坝周线传播时,会引起坝轴向的拉应力,从而引起垂直于大坝轴向的横缝。由于与上下游方向相比,大坝轴向尺度大,且有两岸坝肩的约束,因此横缝宽度一般小于纵缝。另外,当大坝遇到上下游方向的震动且坝体各部位变形不同步时,会出现剪切型横向裂缝。纵向和横向裂缝都会危害坝体的整体性,降低大坝的承载力。横缝会剪断或拉裂防渗体,当深度较大时会引起坝体渗漏,从而危及大坝安全,因此应特别重视。从本次核查的大坝情况来看,纵缝的数量和规模都远大于横缝,大部分纵缝都是坝顶附近的

7、浅表裂缝,不会危及大坝安全。但是部分大坝的纵缝宽度大、条数多,最大的宽度已经达到60~70cm,有的坝在坝顶附近有4~5条纵缝,这种情况往往为滑坡前兆,有的甚至已经出现了滑坡,大坝已经相当危险。另外,坝上下游侧的裂缝要特别注意,如果缝宽较大、且上下游缝面有错动迹象,也是滑坡的初期表现,应采取紧急措施。本次笔者参与核查的30多座危坝,有5座属于这种情况,已存在溃坝风险,需要紧急抢险。其他如溢洪道衬砌、闸墩、泄洪洞竖井、坝顶护栏、防浪墙、防水道卧管、泄洪洞边墙底板、厂房等用刚性材料建成的水工建筑物也容易因地震出现裂缝,对工程的运行和安全

8、带来不利影响。对于坝体裂缝的处理,首先要将裂缝周围一定范围挖除,回填粘土后夯实,并做一个鱼背,然后用塑料布覆盖,避免下雨时雨水渗入裂缝引起进一步破坏。对于有滑坡迹象的大坝,应采用抛石压脚、砌石压脚的方式增加坝坡的稳定。对于危坝,都应控

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