水科院“300 m级特高坝抗震安全评价与控制关键技术”项目研究成果公布

据中国水利水电科学研究院“300 m级特高坝抗震安全评价与控制关键技术”项目研究成果如下：

（1）基础理论方面：提出受拉损伤后拉压转换时受压应力应变关系的双折线模型，并推导了相应的应力-应变关系解析表达式，构建了更接近混凝土拉压转换时真实状况的本构关系数值模型；通过揭示了筑坝堆石料（或粗粒土）静力强度、模量、颗粒破碎以及动模量和阻尼比等关键力学指标的缩尺效应规律，提出了考虑缩尺效应的筑坝堆石料广义塑性模型。

（2）技术研发方面：①研发了完全自主知识产权的万核万亿次计算量级的超大规模并行有限元地震波强地面运动数值模拟系统；编制了我国首部《场址最大可信地震动评估导则-随机有限断层法》；提出了判别天然地震、构造型水库地震和岩溶型水库地震的量化指标，实现了对库区地震类型判别从定性到定量的跨越；研制了国内首台超大型三轴测试系统及其附属设备，建立了缩尺效应研究试验平台，形成了超大三轴试验规程；实现了全级配混凝土轴压、轴拉、拉-压交变循环的静动态损伤全过程试验，填补了全级配混凝土拉压交变试验的空白；建立了原子尺度水化硅酸钙拉伸本构模型，揭示了水化硅酸钙抗拉强度应变率效应形成机理，阐明了预静载、往复循环加载和含水量对抗拉强度影响的机制；开发了具有损伤开裂、全过程加载等功能的十亿级自由度全级配混凝土受力破坏全过程数值模拟。

②研发了具有完全自主知识产权的高拱坝多耦合系统抗震分析高性能大规模云计算软件，首次实现了千万自由度特高拱坝-地基多耦合系统动力损伤时程数值模拟，提出了防止高拱坝重大地震灾变的“两类五组指标”定量安全评价准则；完善了大坝-河谷/地基-库水全体系相互作用的精细化动力分析方法，模拟了强震作用下特高土石坝损伤演化和渐进破坏全过程，给出了包括：震陷率、坝坡滑移量、止水最大变形量等可操作的特高土石坝不溃坝指标；创新了特高坝地震动力模型破坏试验的模型设计、测试的新方法，通过大型双向离心机振动台和大型三向六自由度振动台特高坝地震动力模型试验，揭示了特高坝在复杂地震荷载作用下的动力破坏机理，验证了大坝的极限抗震能力与数值模拟的可靠性、工程抗震措施的效果。

（3）集成应用方面：研究形成了特高坝易损性的计算方法，完善了特高坝抗震安全分析和风险评价体系；提出了互联网+强震监测技术和方案，开发了一套互联网+大坝强震动安全监测系统；建立了基于强震监测的高坝震害快速评价预警机制，建成了大坝地震安全监测预警系统；系统形成特高坝强震监测分析、震害风险评估、分级报警、应急抢险预案的大坝强震安全控制关键技术体系。