原标题:高坝抗震设计反应谱有了新方法
【学报观点要览】
文章:《大坝坝址设定地震设计反应谱深化研究》
期刊:中国水利水电科学研究院学报(中英文),2025年第5期
作者:陈厚群、张翠然、李德玉、陈建安
评荐:贾金生(中国工程院院士、中国水利水电科学研究院教授级高级工程师)
高坝工程的抗震安全直接关系到下游人民的生命财产安全。我国现行抗震规范规定,重要高坝工程采用“设定地震”方法来确定场地相关设计反应谱,使用该方法在工程实践中还需参考地震安全性评价与美国NGA反应谱衰减关系等因素,但二者在震源模型、距离参数、统计样本及物理概念上存在本质不匹配,导致设计反应谱的物理意义不清晰、参数衔接复杂,且难以体现近场大震、基岩场地的实际地震动特征。
该文立足我国高坝工程的实际需求与当前研究现状,提出了一种物理概念清晰且工程操作便捷的场地相关设计反应谱确定新方法。核心创新体现在以下三个方面。
在方法突破方面,该文的最大亮点在于绕开了传统地震动衰减关系中复杂的距离参数转换与模型选择难题,显著简化了高坝工程场地相关设计反应谱的求解过程。通过直接利用全球权威的NGA-WEST2数据库构建针对性的反应谱库,并依据震级和震中距进行精细化分档,文章提供了一种可供工程设计直接调用的实用工具。这一方法思路清晰、操作简便,避免了衰减关系适用性争议与参数转换的繁琐性,体现了很强的工程实用价值。
在理论创新方面,该文深刻揭示了我国现行设定地震方法在震源概念与参数匹配上的内在矛盾,具有重要的理论创新价值。文章指出,我国安全评估所采用的椭圆衰减关系与NGA衰减关系之间的距离参数转换缺乏物理依据,且现有NGA模型难以直接适用于高坝工程所关注的近场、大震、基岩场景。该文的研究思路回归了地震动输入的物理本质,为我国高坝工程抗震设防提供了更为坚实的理论支撑,是对既有规范方法的实质性改进。
在工程应用方面,该文提出的新方法展现了高度的可操作性与广泛的工程适配性。以276米高拱坝为例,其验证结果表明,该方法能够有效反映近场大震的地震动特征,且与现有地震安全评估体系无缝衔接,避免了多种衰减关系取舍的困境。这不仅显著简化了设计反应谱的确定流程,更直接回应了我国高坝大库工程对极端地震下结构安全评估的迫切需求,具备显著的推广前景和工程实践意义。
总之,文章提出的新方法在重要高坝工程抗震设计领域具有鲜明的引领性和实用价值。随着更多基岩大震记录的积累,该方法在分档精细度与适用性上还将持续提升,为我国重大水利水电工程的地震安全提供更加坚实的科学依据。
本期与中国水利水电科学研究院合作
专栏主持人:姜靖
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