7　重　力　壩

7.1　抗震計算

7.1.1　重力壩的抗震計算應進行壩體強度及沿建基面的整體抗滑穩定分析。對于碾壓混凝土重力壩，尚應進行沿碾壓層面的抗滑穩定分析。

7.1.2　重力壩的抗震分析，一般可取不同類型壩段的最高壩段，按單個壩段進行。對于整體作用顯著的重力壩，宜進行全壩段整體分析。

7.1.3　在設計地震作用下，重力壩強度安全應以動、靜力的材料力學法計算的同時，采用有限元法分析。對工程抗震設防類別為甲類，或結構復雜，或地質條件復雜的重力壩，在進行有限元法分析時應考慮材料等非線性影響。對應進行最大可信地震作用下抗震計算的重力壩，應采用計入壩體和地基非線性特性的有限元法進行專門研究。

7.1.4　重力壩沿建基面的整體抗滑穩定及沿碾壓層面的抗滑穩定分析，應按剛體極限平衡法中的抗剪斷強度公式計算。對深層抗滑穩定問題，應以基于等安全系數法（又稱等K 法）的剛體極限平衡法為基本分析方法。對于地質條件復雜的重力壩，宜補充進行非線性有限元法分析。

7.1.5　重力壩抗震計算可采用動力法或擬靜力法。對于工程抗震設防類別為甲類，工程抗震設防類別為乙類、丙類但設計烈度Ⅷ度及以上的或壩高大于70m 的重力壩的地震作用效應，應采用動力法計算。

7.1.6　在設計地震作用下，重力壩的動力分析方法應采用振型分解法，對工程抗震設防類別為甲類的重力壩，應增加非線性有限元法的計算評價。

7.1.7　在設計地震作用下，采用動力法驗算重力壩壩體強度及壩基面、碾壓混凝土層面的抗滑穩定，當采用材料力學法或采用有限元法計算并按等效應力處理時，抗壓和抗拉結構系數應分別不小于1.3和0.7；壩基面、碾壓混凝土層面的抗滑穩定結構系數不應小于0.65，或采用時程分析法進行進一步論證。

7.1.8　用動力法驗算重力壩沿壩基內深層滑動面的抗滑穩定時，巖體的抗剪強度參數應取靜態均值，其分項系數應取為1.0，深層抗滑穩定的結構系數不應小于1.4，或采用時程分析法進行綜合分析評判。

7.1.9　采用時程分析法對重力壩沿建基面或碾壓層面、壩基深層滑動面的抗震穩定性進行綜合評判時，應按下列步驟進行：

1　在每一時間步長內，按剛體極限平衡法計算滑動面抗震穩定的結構系數，給出整個地震過程中結構系數隨時間變化的時程，應以該時程中結構系數的最小值評價其滑動抗震穩定性；

2　當結構系數時程中的最小值不滿足本標準第7.1.7條或第7.1.8條的規定時，宜根據穩定指標超限的持續時間和程度，綜合評判大壩的抗滑穩定性。

7.1.10　當進行重力壩在最大可信地震作用下抗震安全性論證時，應建立反映大壩-地基-庫水系統的有限元模型，綜合考慮遠域地基輻射阻尼效應、壩體混凝土和近域地基巖體的材料非線性等因素的影響，確定計算參數，進行計算分析。對于屬本標準第3.0.6條規定范圍內的重要重力壩，宜進行動力模型試驗驗證。應根據計算分析和模型試驗結果，結合工程類比，對不發生庫水失控下泄的災變的設防要求進行綜合評價。

7.1.11　采用擬靜力法計算重力壩地震作用效應時，各質點水平向地震作用代表值應根據本標準第5.5.9條的規定進行計算，其中地震慣性力的動態分布系數αi應按下式確定：

式中：n——壩體計算質點總數；

H——壩高，溢流壩應算至閘墩頂；

hi、hj——質點i、j的高度；

GEj——質點j的重力作用標準值；

GE——大壩總重力作用標準值。

7.1.12　采用擬靜力法計算重力壩地震作用效應時，水深h處的地震動水壓力代表值應按下式計算：

式中：Pw（h）——作用在直立迎水壩面水深h處的地震動水壓力代表值；

ψ（h）——水深h處的地震動水壓力分布系數，應按表7.1.12的規定取值；

ρw——水體質量密度標準值；

H0 ——水深。

單位寬度壩面的總地震動水壓力作用在水面以下0.54H0處，其代表值應按下式計算：

7.1.13　與水平面夾角為θ的傾斜迎水壩面，按本標準公式（7.1.12-1）計算出的動水壓力代表值應乘以折減系數：

迎水壩面有折坡時，當水面以下直立部分的高度等于或大于水深的一半時，可近似取作直立壩面，否則應取水面點與坡腳點連線代替坡度。

7.1.14　采用動力法時，水深h處的水平向地震動水壓力相應的壩面法向附加質量應按下式計算：

7.1.15　采用擬靜力法驗算重力壩壩體強度和壩基面、碾壓層面及深層滑動面的抗滑穩定時，抗壓強度和抗拉強度的結構系數應分別不小于2.8和2.1，抗滑穩定的結構系數應不小于2.7。