6　土　石　壩

6.1　抗震計算

6.1.1　土石壩抗震計算應包括抗震穩(wěn)定計算、永久變形計算、防滲體安全評價和液化判別等內(nèi)容，結(jié)合抗震措施，進行抗震安全性綜合評價。

6.1.2　對土石壩的抗震穩(wěn)定計算，一般采用擬靜力法計算地震作用效應。符合下列條件之一時，應同時采用有限元法對壩體和壩基的地震作用效應進行動力分析，綜合判斷其抗震穩(wěn)定性。

1　設計烈度為Ⅶ度，且壩高150m 以上；

2　設計烈度為Ⅷ度、Ⅸ度，且壩高70m 以上；

3　地基中存在可液化土層。

覆蓋層厚度超過40m 的土石壩宜進行動力分析。

6.1.3　土石壩采用擬靜力法計算地震作用效應并進行抗震穩(wěn)定計算時，宜采用基于計及條塊間作用力的滑弧法，按本標準第5.7.1條的規(guī)定進行驗算，其計算公式應按本標準附錄A 執(zhí)行。對于有薄軟黏土夾層的地基，以及薄斜墻壩和薄心墻壩，可采用滑楔法計算。

6.1.4　土石壩采用擬靜力法計算地震作用效應并進行抗震穩(wěn)定計算時，質(zhì)點i的地震慣性力的動態(tài)分布系數(shù)αi（圖6.1.4）應按下列規(guī)定取值：

1　壩底動態(tài)分布系數(shù)α取為1.0；

2　當設計烈度為Ⅶ度、Ⅷ度、Ⅸ度時，壩頂動態(tài)分布系數(shù)αm分別取3.0、2.5和2.0；

3　當壩高H不大于40m 時，各高程動態(tài)分布系數(shù)按壩頂和壩底的動態(tài)分布系數(shù)線性插值；

4　當壩高H大于40m 時，0.6H高程的動態(tài)分布系數(shù)αi取1.0+（αm-1）/3，大于0.6H高程的動態(tài)分布系數(shù)αi按0.6H處和壩頂?shù)膭討B(tài)分布系數(shù)線性插值，小于0.6H高程的動態(tài)分布系數(shù)αi按0.6H處和壩底的動態(tài)分布系數(shù)線性插值。

6.1.5　采用擬靜力法計算地震作用效應并進行抗震穩(wěn)定計算時，對1級、2級土石壩，宜通過動力試驗測定土體的動態(tài)抗剪強度。當動力試驗給出的動態(tài)強度高于相應的靜態(tài)強度時，應取靜態(tài)強度值。

黏性土和緊密砂礫石等非液化土在無動力試驗資料時，可采用靜態(tài)有效抗剪強度指標，對堆石、砂礫石等粗粒無黏性土，宜采用考慮圍壓影響的非線性靜態(tài)抗剪強度指標。

6.1.6　采用有限元法進行土石壩地震作用效應的動力分析時，宜按下列規(guī)定進行：

1　按材料的非線性應力-應變關(guān)系計算地震前的初始應力狀態(tài)；

2　通過材料動力試驗測定動力變形、動力殘余變形和動強度等動力特性參數(shù)，并宜結(jié)合工程類比選用；

3　按材料的非線性動應力-應變關(guān)系進行地震反應分析；

4　根據(jù)地震作用效應計算沿潛在滑裂面的抗震穩(wěn)定性，并計算由地震引起的壩體永久變形；

5　根據(jù)地震反應分析成果，從穩(wěn)定、變形、防滲體安全、液化判別等方面，按本標準第6.1.11 條要求進行抗震安全性綜合評價。

6.1.7　材料動力試驗用料應具有代表性，試驗條件應能反映壩體和壩基土體密度狀態(tài)和固結(jié)應力狀態(tài)。有條件時，宜采用室內(nèi)試驗和現(xiàn)場測試相結(jié)合的方式確定土體的動力特性參數(shù)。

6.1.8　對壩體的永久變形計算，宜采用包括殘余體應變和殘余剪應變影響的殘余變形計算方法。

6.1.9　對于混凝土面板堆石壩，其動水壓力可按本標準第7.1.12條～第7.1.14條的規(guī)定確定。

6.1.10　采用計及條塊間作用力的條分法進行抗震穩(wěn)定性計算時，其結(jié)構(gòu)系數(shù)不應小于1.2；采用不計條塊間作用力的條分法計算時，其結(jié)構(gòu)系數(shù)不應小于1.1。

6.1.11　根據(jù)動力計算結(jié)果進行抗震安全性綜合評價，宜按下列規(guī)定進行：

1　根據(jù)滑動面的位置、深度、范圍及穩(wěn)定指標超限持續(xù)時間和程度等，綜合評判壩坡的抗滑穩(wěn)定性及其對大壩整體安全性的影響；

2　給出壩體及地基局部剪切破壞（或液化破壞）的分布范圍，評價其引發(fā)整體破壞的可能性；

3　殘余變形計算應給出壩體殘余變形的量值和分布規(guī)律，并宜根據(jù)最大震陷率和變形的不均勻程度等綜合評價大壩及防滲體的抗震安全性。