标准规范下载简介

SL203-97 水工建筑物抗震设计规范.pdf

囊例的统计分析结果表明，坝高超过100m和库容大于5亿m3的水库，水库谈 概率增大。鉴于水库诱发地震的特点，需进行有别于构造地震的专门分析研究。 高手*度的水库诱发地囊为数不多，蓄水前后的监测为研究其发展趋势和诱 必需。

1.0.8本条基于国内外已有的水工建筑物震害和工程抗震实践的经验，提出了从总体概念 上改善结构抗展性能的抗震设计基本原则和要求。在各类建筑物的章节中，将分别据此规 定具体条文。

1.0.9大型水工建筑物如适受震害，修复困难，应作为设防重点。水工建筑物大多结构复 杂，体积庞大，涉及结构和地基的*力相互作用、结构和库水的*力流固耦合影响。目前CH／T 10*5-2018 测绘地理信息档案著录规范.pdf， 在抗震计算中还难以完全了解结构的地震破坏机理和确切反映复杂的实际条件。因此，国 内外对高烈度区的重要水工建筑物都要求对抗震计算进行*力模型试验验证，并提出坝体 的强震观测设计。这对于确保工程抗震安全、提高抗愛设计水平是必需的。试验验证和强 震观测不仅针对结构本身，而且对拱坝等结构，还应重视坝肩和坝基岩体等对结构抗震安 全性至关重要的部位。

3.1.1国内外水工建筑物震害表明：有些震害是地囊*直接引起结构破坏，有些是地震首 先引起场地变形破坏，从而加剧建筑物的破坏。如地震引起的地断裂将建筑物错断，库 水诱发水库地震，地震诱发崩塌、滑坡，导致建筑物被砸毁或涌浪引起漫坝事故，大面积 砂土液化和不均匀沉陷引起建筑物倾斜或倒塌等。因此，地虑区的建筑物应选择有利地段，

避并不利地段，未经充分论证不得在危险地段进行建设。 有利、不利和危险地段的划分应按构造活*性、边坡稳定性和场地地基条件等进行综 合评价。地面破坏的实例统计表明：等于或大于7级地震的极震区（相当于9度及9度以 上地震区）才可能产生有害的地震断裂和大规模崩塌、滑坡，又难以处理，故划入危险地 段。5级以上7级以下地囊的极震区（相当于*度以上地震区）就有可能产生砂土液化和不 均匀沉陷，但已掌握既经济又有效的处理方法，所以划为不利地段。 3.1.2～3.1.3这两条是关于场地的概念和分类标准，主要是作为在抗震计算中选择设计 反应谱的依据。 水工建筑物开挖后的场地土类型系表层土刚度（软硬）的表征。所谓表层土，在覆盖 层较薄条件下，一股指覆盖层土；在深厚覆盖层条件下，可取15m深度内刚度较小的士层 场地土类型可根据剪切波速划分，也可根据代表性的岩土特征进行类比确定。 场地类别是场地条件的综合表征。除考表层土软硬特征外，还考虑了覆盖层厚度的 影响。 3.1.*对边坡稳定条件较差的情况，应核算其设计地囊烈度下的稳定性。一般采用拟静力 法，与刚体极限平衡法配套使用；对于重要工程也可采用比较精确的*力分析法，与有限 单元注配套使田

法，与刚体极限平衡法配套使用；对于重要工程也可采用比较精确的*力分析法，与有限 单元法配套使用。

3.2.1本条系SDJ10一78《水工建筑物抗囊设计规范》第9条并作了补充。对于坝、闸等 鎏水建筑物的地基和岸坡，在地囊作用下，除要求不发生失稳破坏和渗透破坏，避免产生 影响建筑物的有害变形外，还要求地基和岸坡不发生地裂、位错、地陷、崩塌等破坏 现象。

3.2.3关于液化士的判别标准，采用《水利水电工程地质勘察规范》液化土判别标准。但 需要说明对以下两点作了调整：①本规范适用范围主要适用于设计烈度*、7、8、9度的1、 2、3级水工建筑物的抗震设计，因此对9度以上的情况未予考虑；②关于标准贯入试验判 别标准中的近震和远震问题，场地在相同的地展烈度下，远震的囊级高，振*时间长，造 成的破坏更严重，因此，区分远囊和近震是必要的。但在实际应用中，尚存在一定的困难， 按现行的《烈度区划图》，我国绝大多数地区只考虑近震的影响，按GBJ11一89《建筑抗震 设计规范》给出的结果，仅有少数城镇属于远震的范围，其中8度区远震3个，7度区远震 15个，*度区远震29个。水利水电工程大都不在城镇，因此缺乏确定远震和近震的依据 应用比较困难。鉴于绝大多数地区只考虑近囊的影响，因此在条文中，只列出近囊作为 般标准。当有地囊危险性分析成果，能明确场地烈度比主要潜在震源的震中烈度低2度时 可以按远震考，此时，对于7度和8度相应的临界标准贯入锤击数应增加两击，这样与 GBJ11一89的标准是一致的。 3.2.*地基中的可液化土层，应查明分布范围，分析其危害程度，根据工程实际情况，选

择合理工程措施。具体工程措施很多，从本质上讲可以归纳为以下几方面：改变地基土的 性质，使其不具备发生液化的条件，加密可液化土的密实度，改变其应力状态；改善排水

水利水电零·综合设讯

*.1地素*分量及其组合

*.1.1～*.1.3地展*可分解为三个互相垂直的分量。在接近度中的高烈度区，地熊*的 竖向分量较显著。根据现阶段已有的大量强麓记录的统计分析，地囊*的两个水平向峰值 加速度大致相同，竖向峰值加速度则平均仅为水平向的1/2～2/3。蜜水建筑物承受侧向水 玉力，其中土石坝和混凝土重力坝（包括支墩坝）等都靠坝体自重维持稳定，在竖向地震 作用下，抗滑稳定安全系数将有所降低，并在坝体产生全断面的拉应力。研究表明长悬臂、 大跨度或高箕的水工混凝土结构，由竖向强地囊作用在结构上部产生的轴力是不可忽 略的。 对若干已建工程试设计结果表明：对土石坝在8度地冤时，计入竖向地震作用后，其 抗滑稳定安全系数的降低一般不超过1%，9度时约降低*%左右，危险滑弧的位置改变很 少。混凝土重力坝（包括支墩坝）在8度地囊时，计入竖向地震作用使抗滑稳定安全系数 降低2%～3%，9度时，约降低5%～*%。竖向地需作用引起的坝体上部*应力，在一维 计算中约占水平地震作用下的*%～10%，在二维计算中更小。 对双曲拱坝，竖向地震分量作用及其和水平向地麓分量组合问题非常复杂，目前各国 规范对此的规定也不统一：又因目前*力拱梁分载法程序尚不具备竖向调整功能，致使计 算竖问地囊作用存在实际困摊。根据有限单元法EACD一3D程序计算结果，当水深与坝高 之比约为0.85时，竖尚地麓作用对一般拱坝的地震作用效应影响不大。就平均而言，坝体 的拱梁应力较仅考虑水平向地震作用时约增加5%～8%，水平位移增加约1%。对于1、2 级双曲拱坝或严重不对称、空腹等特殊坝型，地囊烈度文较高时，竖向地衰对坝体的反应 不能忽视，宜进行专门研究。

*.1.*～*.1.8·对于土石坝、混凝土重力坝等水建筑物，其沿坝轴向的刚度很大，这个 方向的地霆作用力将传室两岸，因此可以不计其作用效应。 对于拱坝，顺河流方向和垂直河流方向的地震作用效应及其最大应力部位都不相同，其 值相当，因此都应计入。 由于地履的三个分量的峰值并非同时出现，而当其分别作用于建筑物时，其最大反应 也不同时出现，因而有一个峰值在时间上的遇合问题，总地震作用效应一般取各方向地衰 的作用效应苹方总和的方根值。研究表明，取水平向和竖向地麓作用效应的平方总和方根 直，或将竖向地囊作用效应乘以0.5的遇合系数后与水苹向地囊效应直接相加，两者结果 大致相当。

*.2.1*.2.*目前国内外在水工建筑物抗震设计中都只计入水平向地震作用引起的*水 压力。研究表明：由于土石坝（除面板堆石坝外）的上游坝坡较缓，其地*水压力影响 很小，可以忽略。瞬时的地震作用对渗透压力，浮托力的影响很小，地震引起的浪压力数 值也不大，在抗震计算中都可予以忽略。地震淤沙压力的机理十分复杂，目前在国内外的 工程抗囊设计中，大多是在计算地震*水压力时，将建筑物前水深算到库底葡不再另行计 入地淤沙压力。但当坝前的淤沙高度很大时，已有初步研究成果表明，这样近似处理结 果可能偏于不安全。因此，对高坝遐到这类情况，应作专门研究。

*.3设计地加速度和设计反应谱

*.3.1~*.3.2在工程抗囊设计中，与烈度对应的设计地加速度代表值的取值，直接影 响抗震设防的标准和基本建设投资。现有资料统计结果表明，烈度和峰值加速度的统计关 系具有很大的离散性。因此，设计烈度对应的设计地震加速度代表值实质上是这一抗展设 计基本参数的设计标准。为保持规范的连续性和与各类工程抗设计规范的协调统一，表 *.3.1中水平向设计地展加速度的代表值系根据建设部的建标[1992］*19号文，“关于统 一抗震设计规范地面**加速度设计取值”的要求确定。 *.3.3～*.3.5在采用基于反应谱的*力法作抗震计算时，设计反应谱是又一个重要设计 基本参数。其形状及有关参数主要与场址场地类别及地震囊中离场址的远近有关，即所谓 场地相关反应谱。 本规范规定的设计反应谱基本采用GBJ11一89在大量国外的和少量国内的强震记录 计算结果的统计资料基础上给出的均值反应谱形式。但一些参数的取值，则很据水工建筑 物的特点确定。 已有研究表明：场地土越硬，地霆霆中越近，场地加速度反应中高频分量就越多，并 且反映地震卓越周期的特征周期越小，而非岩性地基的最大反应还与覆盖层厚度有关。但 从目前已有的统计资料中尚不足以从平均意义上区分场地类别和震中距对反应谱最大值的 影响。 设计反应谱的最大值与结构阻尼值有关。结构阻尼的机理十分复杂，它隐含了相邻介 质的相互作用和能量在地基中逸散的影响，与水位，地基土特性以及体系振*频率和地

水利水电幕·综合设计

*强度等因素有关，并具有非线性特征，在理论上目前尚难搞清。原型结构实测的阻尼值 受激振力限制而偏小。因此，本规范列出的各有关水工建筑物设计反应谱最大值的代表值， 系参照国内外实测阻尼数据及考愿强囊时因阻尼值增大*力效应降低等因素综合的反映工 程经验的设计标准。 *.3.**.3.7表*.3.*中给出的设计反应谱特征周期，只反映了场地类别对地震*卓越 周期的影响，并未计入远震时主要出面波引起的长周期分量的影响。这一方面是考虑到，远 震和近震目前还缺乏一个较为一致的确切定义，且《烈度区划图》和专门的地震危险性分 析结果都是综合有关的各个潜在震源的影响，无法区分远和近震的影响。另一方面，远 震时设计反应谱特征周期延长，主要影响高度大、基频低的结构。从已有的水工结构工程 实例看，像小湾这样高达292m的双曲拱坝的基本周期才接近1.0s；高达285m的大狄克 逊重力坝，其基本周期约1.0s；高112m的小浪底进水塔基本周期约为0.8s。可见，基 本周期超过1.0s的水工结构不多。从安全计，本条规定在设计烈度不大于8度时，若结构 基本周期超过1.0s，将反应谱特征周期延长0.05s。此外，将设计反应谐适用的最大周期 取为3.0S，是因为强囊记录的数字化处理难以反映大于3.0$的长周期反应谱值。

*.*地作用和其他作用的组合

*.*.1～*.*.*大地囊和非常洪水的发生概率都很小，其相退的概率就更小了。因此，一 般情况下，在抗囊计算中，将地展作用与水库的正常蕾水位组合。 已有研究表明，土石坝的上游坡的抗囊稳定性并非是最高库水位控制，因此，需要选 用最不利的常退水位进行验算。抽水能电站，水位降落属正常*行条件，对于这类电站 上、下池的土石坝，在抗展稳定计算中，应考虑水位降落。 已有研究表明，高拱坝在遭遇强震时，在顶部*力放大效应明显的抗囊薄弱部位，地 震产生的*应力较大，在和静态应力叠加后，拱向仍有较大拉应力，可导致经灌浆的伸缩 横缝张开，从而增大梁向拉应力。由于静水压力作用下各坝段间伸缩横缝被压紧，因而在 低水位时遭遇地囊所产生的拱向拉应力可能是控制的，因此对于重要拱坝，宜补充地囊作 用和常遵低水位组合的验算。水闸边墩和翼墙在低水位时，若地下水位较高，此时垂直河 流向地囊作用下，可能会控制配筋。因此，对重要水闸也宜补充地震作用和常邀低水位组 合的验算。

*.5结构计算模式和计算方法

*.5.1抗展验算必须避循作用、结构分析方法和安全判别准则三者相互配套的原则。作为 特殊组合中的地囊作用也必须和各类建筑物的基本设计规范相呼应并受其制约。我国现行 重力坝和拱坝设计规范中，分别规定以一维悬臂梁拱梁分载法的计算结果作为衡量安全 的主要依据，而碾压式土右项设计规范中，厕规定来用瑞典圆孤法和简化的毕肖普法进行 稳定分析，并相应地采用了在长期工程实践中形成的安全判别准则。为此，在这些建筑物 的抗需计算中必须采用相应的计管燃式

的抗震计算中必须采用相应的计算模式。 *.5.2混凝土重力坝（包括支墩坝）在通常情况下横缝都不灌浆。根据我国新丰江、窝

*.5.2混凝土重力坝（包括支墩坝）在通常情况下横缝都不灌浆。根据我国新丰江、窝

邻坝段间都有错*的迹象，横缝间漏水量也有所增加，表明强囊时全坝的整体性较差。 土石坝址河容的宽高比一般较大。将坝体作为顺河流向及垂直河流向两个方向的二 维剪切梁进行*力分析的结巢表明，当矩形河容的宽高比大于3～5时，两岸对坝中部约束 的影响不大，坝体地囊作用接近于按一维单宽剪切梁振*求得的结果。 *.5.3地震作用是随时间迅速变化的*态作用，抗计算应当考虑地震*的**特征和建 筑物的*态特性，因此应当以*力分析为基础。对手工程抗囊设防类别为类的混凝土水 工建筑物都应采用*力法作抗震计算。考愿到目前土石坝坝料的非线性特性、抗震计算中 的*态本构关系、非线性*力分析方法、及相应的抗安全判别准厕等，都尚在继续探讨 中，暂时还难以列入规范作硬性规定，因此仍以拟静力法为主进行抗震计算。此外，根据 我国具体情况，对大面广的中小型水工建筑物，目前也只能按拟静力法进行抗震计算。对 工程抗展设防类别为丁类的*、5级水工建筑物，则强调应着重采取抗震措施，保证其抗震 安全性。 *.5.*水工建筑物与地基和库水的*力相互作用在抗震计算中有重要影响。在坝体和地基 的*力相互作用方面，已有研究成果的主要结论是：坝基各点的地*输入并非均匀，无 限地基的能量逸散有重要影响。但对这两方面的不同研究成果有相当差异，自前仍处于探 讨阶段，尚难得出公认的方法和结论。此外，还要考愿到所采用的计算模式的限制。因此， 暂时还只能以无质量地基底部均匀输入的近似方式考虑结构与地基间的*力相互作用和地 震*的输入。 在坝体和库水的*力相互作用方面，目前把坝体和库水作为一个耦合体系进行*力分 析已无困难，可以直接给出满库坝体地作用效应。研究的重点集中在库水可压缩性引起 的共振效应和库悼淤积的吸能作用方面。已有成果表明，库水可压缩性影响并非如特定条 件下理论分析结果那样严重，特别在计入库岸淤积的吸能作用后更是如此。因此，在混凝 土坝的*力分析中，计算坝体和库水*力相互作用产生的*水压力时，可以忽略库水的可 压缩性面以坝面附加质量的形式计入： 这些简化途径也是目前国内外重大水利水电工程抗震设计*力分析中普遍采用的。对 于高度超冠250m的大坝，库水可压缩性和地震*不均匀输入影响，应专门研究论证。 *.5.9拟静力法的抗露计算是在对地震区设计或已建的各类水工建筑物进行大量*力分 析的基础上，按不同结构类型、高度归纳出大体上能反映结构*态反应特性的地震作用效 应沿高度分布规律，以*态分布系数&表征，对不同的水工建筑物，它可以是地震惯性力或 地加速度分布，并可根据震害和工程设计实践经验确定总的最大地震惯性力，由此得出 的分布的地震作用仍以静态作用形式给出，从而在设计中避免了繁复的*力分析。 拟静力法中地震作用的效应折减系数的引入！主要是为了弥合接设计地震加速度代表 值进行*力分析的结果与宏观震害现象的差异，并和国内外已有工程抗震设计实践相适应 形成这些差异的原因是，水工建筑物在静态作用下的计算模式和参数取值，主要只是一种 在相当程度上带有经验性的设计标准，往往不能反映实际的安全裕度；另外，拟静力法的 抗震计算也难以完全反映结构的动态地震作用效应及其地囊破坏机理， 在拟静力法的抗震计算中，各类水工建筑物的动态分布系数的分布和取值以及安全 判别准则，在各有关章节中分别规定，

水利水电器·综合设动

4.6水工润凝士材料动态性

4.6.1在混凝土坝的动力分析中，在强作用下，重力坝的坝顶和坝部位势必出现相当 数量的拉应力而难以达到设计规范中有关基本不出现拉应力的要求，拱项的地囊拉应力值 更天，也势必超过设计规范中基于经验性给出的充许拉应力值的安全标摊。大量动力分析 结果表明，混凝土的抗衰强度验算中，拉应力值带起控*作用。因此，在混凝士水工建筑 物的抗震计算中，应明确规定混凝土抗拉强度的标准值及其相应的安全推则。 目前国内外工程界较多采用的是美国垦务局根据试验结果确定的，取混凝土抗压强度 的10%作为其弯拉强度值。考虑到我国新的混凝土等级划分以及施工具体情况，从偏于安 全考虑，混凝土动态抗拉强度的标准值取为动态抗压强度标准值的8%。 国内外已有的混凝土材料试验资料表明：于试件在相应于地展作用的快速加荷下，其 抗压强度增长30%以上，湿试件增长重多。多数资料表明，混凝土抗拉强度的增长甚至比 抗压强度还多，达50%以上。因此，混凝土的动态抗压强度标准值垒少可较静态标准值提 高30%，这已为国内外工程界普遍接受。至于动态抗拉强度标准值，规定也较静态标准值 提高30%。实际上，由于在作强度校核时，作用效应综合了地作用和静态作用的影响，目 前，在不同静态作用下承受快速加荷的水工混凝土动态强度，国内外都缺乏试验资料，难 以在动态强度的增长中考虑其随静态作用比例的变化，而且，强凝时，在综合应力中，动 态应力是主要的；同时也为了避免使抗震计算复杂化。因而，一般都只能规定在地无作用 时，动态强度的增长比例。但增长幅度取值较试验结果为小，以近似体现总的作用效应中 有一部分静态作用的影响。 4.6.2有关大坝混凝土与地基岩体及有缝隙岩体的动态抗剪强度试验资料，目前国内外都 很少见。从己有资料中尚难以判断其动、静态抗剪强度的差异，因此规定在地展作用下的 抗滑稳定计算中，动态抗剪强度参数的标推值可取其静态的标准值。迄运今，在确定性方法 中，均取静态均值为标准值。 4.6.3GB50199一94规定，抗力的分项系数系考愿其自身的变异性而导致的性能降低系 数。因此，在地展作用下的抗力分项系数均取与静态作用下的相同。在确定性方法中，抗 力分项系数值为1.0。

4.6.2有关大坝混凝土与地基岩体及有缝隙岩体的动态抗剪强度试验资料，目前 很少见。从已有资料中尚难以判断其动、静态抗剪强度的差异，因此规定在地 抗滑稳定计算中，动态抗剪强度参数的标推值可取其静态的标准值。迄今，在矿 中，均取静态均值为标准值。

4.6.3GB50199—94规定，抗力的分项系数系考虑其自身的变异性而导致的性能降低系 数。因此，在地震作用下的抗力分项系数均取与静态作用下的相同。在确定性方法中，抗 力分项系数值为1.0。

.7承能力分项系数极限状态抗.设

4.7.1~4.7.3GB5019994要求各类水工结构设计规范均应据此*定相应的规定。为 此，本规范的修订也体现了向可靠度设计原则转轨的要求。 目前国内外各类结构的可靠度设计中，都遵循了保持规范连续性的要求，采用所请 “套改”的方法，即在现行的确定性方法的规范基础上对分项系数极限状态设计式中的系数 进行校准。 按照在“转轨套改*中“积极慎重、区别对待”的精神，本规范按GB50199一94中的 分项系数极限状态设计方法，统一给出了各类水工建筑物的抗囊强度和稳定验算公式。但 各类水工建筑物的分项系数取值及其含义则根据实际情况，区别对待。对手具备条件的重 要结构，在用动力法作抗慈验算时，其结构系数是通过可靠度分析的校推求得，相应一定

SL203—97659的可靠指标，具有明确的概率含义。对于暂时还不具备条件的结构，以及采用拟静力法作抗震计算的中、小型工程，结构系数主要从现行的确定性方法中的安全系数换算求得，以求第一步先在形式上和GB50199一94保持一致，便于在今后积极创造条件，在改进设计方法时赋予概率含义。水工建筑物是按设计烈度确定其地震作用的。在性质上符合GB50199一94中规定的出现概率很小、持续时间很短的偶然作用和偶然设让状况。在各类水工建筑物的设计规范中，历来都把地震作用与校核洪水的作用都列为出现概率小的特殊作用组合。偶然作用的分项系数应取为1.0。设计状况系数是为了考虑在不同设计状况下可以有不同的可靠度水准。作为偶然状况考虑的非常洪水作用时对重力坝的初步校核结果认为，设计状况系数取0.85为宜。实际上，在地震作用下水工建筑物的目标可靠度水准，目前还难以有统一的规定。因此，也取其设计状况系数为0.85。最终的抗震可靠度水准是由套改校准的结构系数体现的。在本规范抗囊验算中规定的结构系数，其相应的静态作用和材料性能分项系数取值列于表1。表1静态作用和材料性能分项系数静态作用材料性能水压力1. 0混凝土强度1. 4动重力坝，拱坝浮托力1. 0摩擦力1. 4力重力坝坝基法诊透压力1. 2凝聚力2. 4混凝土容重1. 0拱座岩体擦力，凝亲力1.0其他混凝土结构1. 01. 0拟静力法1. 01. 0在由确定性法设计的现行规范的安全系数按GB50199一94套改校推结构系数时，一般以现有规范中采用的作用和抗力值为标准值。4.7.4水工钢筋混凝土结构的地震作用效应及抗力计算都需符合SL/T191一96的要求，因此仅对其地震作用作出统一规定。但考虑到目前建筑部门在钢筋混凝土结构抗震设计中，核算截面强度时采用的设计地露系数都为设计烈度对应值的35%，因此，在按动力法确定对应设计烈度的弹性反应的地震作用效应时，也相应折减至35%，以求统。在按拟静力法确定地震作用效应时，已根据水工建筑物的经验，引入地震作用的效应折减系数0.25，故不需再作折减。拟静力法中的地麗作用一般稍偏于安全，因此，钢筋混凝土结构的地衰作用的效应折减系数取值较动力法稍小。

4.9.1~4.9.2地露动土压力间题十分复杂，国内外目前大多采用在静土压力的计算式中， 增加对滑动土楔的水平向和竖向地震作用，以此近似估算主动动土压力值。鉴于近似计算 的滑动平面假定，在计算被动动土压力时与实际情况差得很远，使结果不合理。因此，地 震被动动土压力问题也应结合工程经验作专门研究。

出了采用瑞典圆弧法进行土石坝坝坡抗稳定计算的公式与基本上根据SDJ10一78第20 条和《补充规定》中1.0.17的规定经套改得出的结构系数，考虑到土石坝等级已在结构的 重要性系数中计入：故对各级土石项可予以归并。来用简化毕肖普法，确定土右坝坝坡稳 定安全系数K的公式如下：

Z[(Ge + Gea ± F,)sine, + M./r]

表2 Y, 与 Y、K的关系

如图1所示，实测资料表明，对于士石坝来说，坝顶加速度放大倍数虽然受到决定坝 体动力特性的坝型、坝料、地基、几何尺寸等因素的影响，但对同一座土石坝，坝顶加速

图1土石项坝顶加速度放大倍数实测资料

水利水电器·统合设讯

5.2.1主石项遭遇沿坝轴线方向的地展时，坝体压缩，两岸容易发生张力，致使防渗体产 生裂缝，所以，在地震区建坝，坝轴线一般宜采用直线，或向上游弯曲，以便在蓄水期间 发生地囊时，减少两坝肩产生裂缝的儿率。 5.2.2经震害调查，堆石坝比主坝囊害率小，损害程度较低。目本宫城近海地震发生后 调查83座有囊害的坝中，仅有座是堆石坝。主坝中均质坝较分区项展害重，均质项体积 大，浸润线高，尤其当高蕾水位坝体主料饱和时，囊害较严重。所以在坝型选择时，应优 先选用堆石项，只有在当地有丰富的合适的主料而又缺乏石料的中小型工程中，才选用均 质坝。为改善均质坝的抗展性能，宜设内部排水，如竖向排水或水平排水系统，以降低浸 润线。 在地震时刚性心墙不能适应土坝的振动和变形，与周圈填主的不同沉陷量容易产生裂

5.2.6~5.2.8焦害实哦表明、王石料抗震性能的好坏直接影响

近年来的几次大地震有大基土坝经受了7～10度强囊的考验，没有发生跨坝事故，但有一 些坝，坝壳砂料和砂砾石料碾压不密实，在较低的烈度时，上游坝壳或保护层的水下部分 反面发生滑坡事故。如在渤海湾地愛中，冶原，王屋、黄山三座宽心墙砂壳坝，处于6度 地震区，上游均发生滑坡；海城地囊中，处于7度区的石门心墙坝，上游坝坡滑动；唐山 地震中，处于6度区的密云水库白河主坝，上游斜墙保护层的砂砾料液化引起滑坡，滑坡 方量约15万m"，而附近的潮河主坝和一些副坝均未发生问题。由此可见，提高土石坝抗震 性能的重要措施之一就是选用抗震性能和渗透稳定性较好且级配良好的土石料筑坝，并对 项料压实。 均匀的中砂、细砂、粉砂及粉土不易压实，饱和后易于液化，抗冲刷性能差，不宜作 为强震区的筑坝材料。如果当地只有此种材料，或采用其他材料不经济时，宜用在干燥区， 坡面在一定范围内用大块石压重。 与近年来施工技术的发展相比，SDJ10一78第34条对于粘性土的压实度要求偏低。本 饮修改，对于粘性土的填筑密度及堆石的设计孔隙率一律按《补充规》的有关条文，并 规定在强地震区宜采用规定范围的上限。考虑坝体的动力放大作用，尤其要注意坝体上部 的压实度要求。

水利水电卷·综合设计

关于无粘性土的压实标准，美国**工程师团**的ENH10一2一2300中提出所有填 料区相对密度均不小于80%，这个要求适用于排水层和反滤层，以及较大的透水材料区，但 不适用于抛石护坡下的垫层。参考地基液化宏观调查资料及研究成果，为了防止液化，本 规范对先粘性土的压实标推提出了用相对密度控*的具体要求。 5.2.9坝下理管在地囊时发生裂缝的较多，严重的甚至将管壁裂穿，沿管壁漏永冲刷，危 及坝的安全，甚至使土石坝毁坏。因此：对于1、2级土石坝，不宜在坝下埋设输水管。如 限于条件必须在坝下埋管时，应将管道放置岩基或坚硬的土层上，或将有压管建在坝下的 廊道中。土基上一定要做管座，以减少地基的不均匀沉陷。坝下埋管宜用抗性能好的现 浇钢筋混凝土管或金属管。钢筋混凝土管分段，以5～10m一段为宜，接头处要做好止水 和反滤。在靠近管道的填土层采用纯粘土，并要仔细压实。此外，闸门宜设在进水口或防 渗体的前端，使管道的大部分处于无压状态。

出重力坝的动力反应。反应谱值系经回归拟合并经平滑整理的均值，因此，对特殊重要的 重力坝，需补充进行时程分析法计算。

水利水电类·综合设计

6.1.12重力坝拟静力法的结构系数是基于与SDJ10一78保持连续性的原则，在形式上采 用GB50199一94给出的分项系数极限状态设计式套改确定的。抗滑稳定及抗拉、抗压强度 结构系数2.70、2.40、4.10，分别相当于安全系数为2.3、2.0、3.5。

6.2.1～6.2.4为避免重力坝地震时的破坏和损害，很大程度上还有赖于采取有效的抗震 措施。重力坝坝体的震害主要有坝体上部裂缝，如我国新丰江坝距坝顶1/6坝高处和印度 柯依那坝距坝顶1/3坝高处的贯穿性裂缝的典型囊害，以及溢洪道闸墩、廊道等部位出现 裂缝或原有裂缝的延伸，其次是廊道、伸缩缝等处漏水或原有漏水量的增加；再有是坝顶 附属结构如坝顶栏杆、桥梁等的破坏。对此，本规范作了相应规定。而对于其他的工程措 施：如注意提高重力坝的地基处理质量，做好坝底接触灌浆和固结灌浆；切实保证大坝混 凝土的浇筑质量，加强温度控*与养护等尽量减少表面裂缝发生的措施；坝内孔口和廊道 易发生裂缝，在拉应力区适当增加布筋，在下游设坝后桥，支墩坝及宽缝坝下游而留足够 交通孔洞和排水通道；重要水库应设置泄水底孔、隧洞等应急设施等等，为设计和施工应 考虑或必须做到的基本要求，本规范不再具体列出

7.1.17.1.2根据SD145一85《混凝土拱坝设计规范》中5.2.1的规定，拱坝应分析 一般以拱梁分载法作为基本方法。由于地囊作用属特殊作用，抗震规范不能不受基本规范 的药束。因此，规定拱坝强度分析以静、动力拱梁分载法为基本分析方法。采用拱梁分载 法对拱坝进行抗囊计算，解决了静、动应力的叠加问题，并可以在相同的基础上*定出与 静态作用配套的结构安全准则。而对于工程抗设防类别为甲类的重要拱坝和结构特殊或 地基条件复杂的拱坝，宜补充用有限元法作动力分析。 7.1.3对于重要的拱项，应采用动力法进行抗囊分析。动力法分析成巢可大大提高拱项抗 囊设计的精度和深度，而对于70m及其以下，设计烈度低于8度的中小型拱坝，考愿到传 统的设计方法已为广大设计人员所熟悉，根据我国具体情况，仍保留采用拟静力法计算项 体地震作用效应的规定

用下的地震作用效应，可采用时程分析法按本规范4，5.8的规定，进行比较验算。 7.1.5刚体极限平衡法是目前国内外在拱坝设计中作为分析拱座稳定的最常用方法，我国 SD145一85中也规定了用刚体极限平衡法计算静态作用下的拱座稳定。但对于工程抗震设 防类别为申类的拱坝或地质情况复杂的拱项，宜采用有限单元法或模型试验进行比较 轮证

7.2.1在坝型优化时应充分考虑坝体抗震的要求，使坝体在不同水位作用下，其上部尽量 压紧，应力场分布均勾，充分利用混凝土材料的强度特性。例如高271.5m的英古里拱坝， 在坝体体型选择上，首先根据抗展要求，采用了多项式函数逼近优化后的拱坝体型和垫座 式的坝基周边缝。另一个位于地震区的斯达黎加的卡奇坝，该坝有两个预应力岸，中 央坝段拱度很大且很薄，拱坝高达80m，而底厚仅7m，在坝顶用水乎锚索施加预应力。经 动力计算表明，在强震作用下，坝预动位移值很大，但由于坝体结构柔软，应力反应却不大。 双曲拱坝向上游倒悬过大，地囊时有可能引起倒悬坝块附近接缝开裂，破坏坝体的整 本性，因此地震区的双曲拱坝宜减小向上游的倒悬。

水利水电器·综合设讯

要求外，还应避免两岸岩性相差太大及两岸山头过于单薄，要特别注意两岸基岩的抗震稳 定性。例如美国的帕柯依玛拱坝，在1971年圣费尔南多地震时，由于左岸山头比较陡峭单 薄，使基岩的加速度值增加很多，在左岸坝肩基岩上实测加速度达1.25g，造成左岸拱圈 与拱座间伸缩缝自坝顶张开，深达18。因此，要认真做好对地基内软弱部位的加固工作 可采取诸如灌浆、混凝土塞、局部加预应力锚筋、支护等措施。认真做好坝基防渗雌幕和 排水幕，减低拱坝两岸岩体内的水头，提高地基系统的稳定性与强度。 7.2.3坝体遭受地震作用时，其变形增大，相邻坝段可能产生相对位移，坝段间的接缝止 水易道损坏，成为抗震薄弱部位。因此，必须注意分缝的构造设计，横缝止水宜采用能适 应较大变形的接缝止水型式和材料，以承受地震作用时接缝多次张开。例如英古里拱坝，根 据不同水头在上游面设置数量和宽度不等的多道加宽半环形止水设施。 7.2.4根据国内外拱坝动力分析成果，地震时坝体最大应力区在坝体中上部拱冠附近。因 此，在拱坝的抗囊设计中必须采取有效的工程措施，以加强这一薄弱部位的抗震性能。例 如：安皮斯塔拱坝，根据试验结果加强了顶部拱圈的刚性；卡奇拱坝设计中采取了加强坝 体整体性的工程措施，减少伸缩缝，在坝顶埋设预应力钢缆；英古里拱坝，对有轴向受拉 及小偏心受拉的拱截面以及压应力超过13MPa的部位都布置钢筋，在坝体上部1/4坝高 范围内布设了水平钢筋网，在坝体上部约2/3坝高范画内布叠竖向构造钢筋。适当提高坝 体局部混凝土等级，增强抗力强度，也是拱坝的一种有效抗震措施。 7.2.5地震时，坝顶加速度大；顶上附属结构容易产生断裂、倾斜和倒塌等震害。因此要 采用轻型、简单、整体性好和具有足够强度的结构，减小附属结构突出于坝体的尺寸，以 降低地囊惯性力。要特别注意交通桥、机架桥等结构连接部位的结构选型，防止受囊时出 现断裂、倒或脱落。

规定采用拟静力法作水闸抗震计算， 目前用动力法对水闸作地震作用效应计算已具备条件，因此，规定对于高烈度区及地 基有可液化土的重要水闸结构，必须来用动力法进行抗计算。 格+

规定采用拟静力法作水闻抗震计算。

有前用动力法对水闸作地震作用效应计算已具备条件，因此，规定对手高烈度区及地 基有可液化土的重要水闸结构，必须来用动力法进行抗计算。

波时机架桥顶为8.0，大于SDJ10一78的值外，其余也均小于SDJ10一78的规定值。这一 结果表明，障山闸的机架桥在垂直河流方向的刚度较小，致使在机架桥顶产生较大的“鞭 稍效应”，加大了地震作用效应。因此本规范仍保留了SDJ10一78中拟静力法的动态分布系 数值，但要求水闸结构设计中，沿高度的刚度，特别是垂直河流方向刚度变化宜均匀，避 免发生突变，以防正因地震时应力集中而使机架桥发生破坏。 8.1.5考虑到实际水闸结构顺河流方向和垂直河流方向基本上均为对称结构，空间振动的 耦联影响较小，因此，可以将水闸结构分别简化为顺河流向和垂直河流向的平面体系进行 抗震动力分析。 在动力法计算中，可采用以下三种计算模型： （1）多质点体系： （2）多跨多层框架平面体系； （3）二维杆块结合体系。 对四个典型实例的计算结果表明：用上述三种简化模型计算水闸的自振特性与模型试 验和原型测试较一致，因面是可行的、合理的。其中，多质点体系只考虑了一个闸孔的侧 向支承作用，不能完全反映整个闸段的振动情况。但由于这种方法计算比较简便，因此，可 以用于中小型水闻的抗计算。多跨多层框架乎面体系考虑了整个闸段儿个闸孔的相互联 系，较好地反映了闸室的实际结构状况，因此，可以广泛地用于各类水闸的抗囊计算。二 维杆块结合体系同样也考虑了整个闻段几个闸孔的相互联系，也是一种有效的抗囊计算方 法，可广泛用于各类水闻的抗震计算，但由于水闻顺河流方向较长，作为平面块体处 理，对顺河流向的振动计算较为合理，而对垂直河流向的振动计算稍差。 动力计算结果表明：顺河流向的振动，一般只要取前三阶振型即可满足工程要求；垂 直河流向的振动一般亦取前三阶振型即可，但对于横向支撑联系较复杂的结构，考虑前五 阶振型较为合理。 8.1.6考虑到水间结构与船闸结构类似，因此，本条所采用的公式选自JTJ201一87《水运 工程水工建筑物抗囊设计规范》。 8.1.9地震区的水闸闸室为钢筋混凝土结构，所以应按照SL/T191一96的规定进行截面 承载力抗震验算。 8.1.10SD133一84规定的考虑地囊作用时的抗滑稳定安全系数接近1.0，只是一种设计 标准，因此，需要对地震作用效应进行折减。 8.1.11验算土基上水闸沿基础底面抗滑稳定时，工程抗震设防类别为甲、乙及丙两类的结 构系数，分别由其安全系数为1.10及1.05套改，并适当归并后求得。按抗剪断强度公式 验算山区、丘陵地区岩基上水闸沿基础面的抗滑稳定时，其结构系数可参照本规范6.1.12 对重力坝的规定。

8，2.1水闸大多建筑在软弱地基上，在地震作用下，其被坏相当严重，震害主要表现在地 基和建筑物两个方面。因而在修筑水闻时，应注意地基处理，如对液化土层进行封围或采 用基以提高地基的承载力。当采用桩基时，应特别注意防止震后地基与阐底板的脱离，造

水利水电器·统合设讯

成管涌通道。如葡运河新防潮澜，采用井柱桩基分离式底板，在1976年唐山地震时，由于 阐墩与底板沉陷量不同，使部分底板与粘土地基脱离，底板与上游铺盖、下游消力池之间 的塑料止水带撕裂，造成漏水通道。由于及时处理，才免使闸功能失效而破坏。因而必须 采取有效的防渗措施，结构上采用多道止水，分缝处采用柔性连接，同时，应选用强度大， 柔性好的止水材料。

阑墩与底板沉陷量不同，使部分底板与粘土地基脱离，底板与上游铺盖、下游消力池之间 的塑料止水带撕裂，造成漏水通道。由于及时处理，才免使闸功能失效而破坏。因而必须 采取有效的防渗措施，结构上采用多道止水，分缝处采用柔性连接，同时，应选用强度大。 柔性好的止水材料。 8.2.2震害调查表明，凡采用桩基、整体式钢筋混凝土结构的震害较轻，而分离式结构震 害较重，采用浆砌块石结构的害最为严重。因此，地囊区不宣建筑浆砌块石结构的水阐。 当地囊烈度较高（8度以上）时，不宜采用分离式结构，而宜采用整体式桩基结构的 水闸。 8.2.3～8.2.4由轰害调查及动力分析可知，机架桥越高，地囊作用效应越强，顶部重起 越大，地衰作用效应也越大。因此，宜降低机架桥高度，减轻其顶部重量，以减少地展作 用效应。同时，应采取防止机架桥横梁在地展时落梁的措施。 8.2.5边墩及岸坡丧失稳定性主要表现为沉陷、倾倒、倒塌、滑移。囊害调查表明，除地 质条件外，还与墙后地展主动动土压力有关，若后填土过高、或有附加荷重、或地下水 位过高，均会产生较大的地霆主动动土压力，对稳定不利。故规定应适当来取降低墙后填 土高度，减少附加荷重，并降低地下水位等有利于边及岸坡稳定的措施。 8.2.6害调查表明，护坦、消力池、海漫等结构的被坏形式主要是纵横裂缝，并有垂直 错动，以至反滤破坏、止水撕裂，造成渗漏通道。因此规定，防渗铺盖宣采用混凝土结构， 适当布筋，并效加强反滤和增强止水。

9.1.1国内外度害资料表明，地下结构的害比地而结构轻。地表加速度小于0.1g和地 表速度小于20cm/s时，岩基中的隧洞基本上不发生麓害。因此只对设计烈度为9度的地下 结构或设计烈度为8度的1级地下结构，验算建筑物和地基的抗囊强度和稳定性。鉴于地 下结构进、出口部围岩是抗震薄弱部位，故对设计烈度大于？度较软弱的围岩，应验算 其抗霆稳定性。

9.1.3多次地握经验表明，地下结构特别是地下管道的破坏主要是围岩变

惯性力。由于地下结构受周围介质的约束，不可能产生共振响应，地震惯性力的影响很少， 其惯性力可以忽略。 对于长度超过1/4地衰波长的水工隧洞直段和埋设管道，在其衬砌及管道和地基在地 震时的运动完全一致，以及地震动近似作为卓越周期为T，的简谐平面波的假定下，可以导 出计算衬砌的最大轴向、弯曲和剪切应力计算式。通常压缩波速大致是剪切波速的3倍， 而地震波包含了这两种波，作为近似公式，为偏于安全，在轴向和弯曲、剪切应力计算式 中分别取压缩波速和剪切波速。实际上衬砌或管道和地基闻有相互作用影响，两者间有一 定的相对滑移，故所给出的计算式偏于保守。另一方面地震波并非简谐平面行进波，地基 内空间各点为随机的地震动场，使衬砌的地震应力可能增大，综合这些因素，可以认为，按 本条规定计算结果大致接近实际。 9.1.4对于沿线地形、地质条件变化比较复杂的水工隧洞，地下竖井，水工隧洞的转弯段 和分岔段，地下厂房等深理地下洞室及河岸式进、出口等浅理洞室，目前在一定的简化和 假定下，虽然也己有一些不同的计算方法，但仍然比较复杂，特别是地基内地震位移场的 确定，不同情况下地基动刚度的求解，都还不是为一般水工设计人员所掌握，必须进行专 研究。特别是计算中的简化假定、参数取值及计算结果，都还缺乏足够的依据和验证资 料，尚不够成熟到能列入规范，因此只作原则规定

9.2.1对震害的调查表明，地下结构埋深愈大，囊害愈轻；两条线路间交角增大，震害趋 于减轻。 9.2.2震害表明，在强烈地震作用下，隧洞进、出口受害最重，如衬砌裂缝、洞口璟陷、 入口堵塞等。加强水工地下结构的进、出口部位，不仅有利于减轻震害，而且也有利于检 修和维护。 通过增加衬砌厚度来抵抗地震破坏较为困难，霆害表明，有时甚至效果相反。 9.2.3根据国内外地下管道的设计经验和囊害调查结果，防震缝的设置对于避免和减轻衰 害具有很好的效果。

10. 1 抗衰计算

10.1.1重要的进水塔多为钢筋混凝土结构，抗震计算结果需提供作为配筋依据的内力或 应力。进水塔作为高耸结构，强囊时在地囊惯性力和动水压力的侧力作用下，其抗震稳定 性，特别是抗倾覆稳定性以及塔底地基承载力会有问题，必须验算。 10.1.2随着工程建设规模日益扩大，进水塔作为工程咽喉对枢纽抗露安全性的影响更为 突出。因此，对重要的进水塔结构，SDJ10一78中规定的用拟静力法作抗震计算已不够精确， 需要采用动力法求地震作用效应。但对量大面广的中小型进水塔，仍可来用拟静力法进行

木利水电器·练合设计

10.1.3进水塔塔内、外的动水压力在塔体的地震作用中占有重要比例，如小浪底工程高 112m的进水塔，动力分析中的塔内、外动水压力合力及其对塔底的弯矩几乎都和塔体惯性 力和力矩接近。因此，在动力分析中需要考虑塔体和内、外水体的动力相互作用。此外，地 基刚度对塔体动力特性有显著影响，不应忽略。 10.1.4中小型进水塔可按变截面悬臂梁进行动力分析，但应同时考虑弯曲和剪切变形，转 动惯性的影响可以忽略。塔底地基变形影响可采用坝工设计中常用的伏格特（Vogt）地基 系数或其他半无限平面的集中参数法。 对于重大工程或结构复杂的进水塔宜用有限元法进行动力分析。可采用三维梁或三维 块体及板单元。

10.1.10动水压力代表值或附加质量代表值在水平截面的分布：仍沿用SDJ10一78规定。 10.1.11在对进水塔作抗滑和抗倾覆校核时，一般都采用静力法。实际上，地震动是瞬间 往复运动，滑动位移一般不涉及雌幕开裂问题，塔体倾覆更需要有一个发展过程。所以，现 行的抗滑和抗倾覆校核方法以及根据工程经验制定的相应安全准则都只是一种设计标准。 因此，对高算塔形结构的抗囊稳定计算，应采用与上述方法和安全准则相配套的折减系数。 进水塔工程多为钢筋混凝土结构，其截面强度抗震验算中因采用线弹性分析方法干砌体施工工艺，取地震 作用的效应折减系数为0.35。在抗震稳定性和地基承载力的抗囊验算中，应采用同样的地 震作用效应折减系数，使结果和其他部门现行的建筑和构筑物抗震设计规范相应。对于中 小型进水塔工程，采用拟静力法进行抗囊计算时，已引入地震作用的效应折减系数= 0.25。在拟静力法中归纳的动态分布系数是偏于安全的。 10.1.12考虑到地震作用的短暂性，根据我国其他有关国家标推的规定，例如GBJ11一89 和GB50191一93《构筑物抗震设计规范》，地基的地震动态承载力的标推值一般可较静态时 增大50%。 10.1.13～10.1.15在目前，对F进水塔这类高耸结构，即使塔体的地震作用效应按动力 分析求得，其抗滑和抗倾覆的校核计算都仍按静力法计算。在计算中，塔基假定为刚性平 面，塔基面上的垂直正应力应接材料力学方法计算，与此配套的安全判别标准为：在考愿 地囊的偶然状况中，按抗剪断强度公式计算的抗滑稳定和抗倾覆稳定的安全系数可分别取 为2.3和1.2。塔底地基承载力的校核中，一般要求塔基边缘最大压应力不超过1.2倍的地 基动态承载力的标准值，其平均压应力不大于地基动态承载力标准值

11水电站压力钢管和地面厂房

11.1.4已有震害表明，数设在构造破碎、裂隙发育、地基软弱或山脊、高坎、深坑等地 段的明管，地震时损坏较严重。如日本某水电站的压力钢管敷设在十分陡峻的风化岩山坡 上，在关东大地震时，由于岩右崩塌，造成锚定支座的破坏。 11.1.5镇墩和支墩位于坚硬土层上的明管震害较轻。我国东川地震中某矿钢筋混凝土管 道支座追受9度地震作用，产生不均匀沉陷。日本市之灏和上打波两座水电站压力钢管在 北美浓地震时，支座下沉分别达70mm和30mm。因此，地震区明管的镇墩、支墩宜设置 在坚硬土层，并适当缩短间距，加大断面，在应力集中部位增加布筋。 11.1.6管道接头是抗震薄弱部位。日本十胜冲地震中，给水管接头损坏占水管损坏总量 的65%。我国通海、海城地震震害表明，刚性接头大多松动漏水，而柔性接头都完好 无损，

1.2.7我国新丰江水电站坝后式

GB 14048.4-2010标准下载国新丰江水电站坝后式厂房在

组间伸缩缝都有扩大迹象，厂房排架柱与柱间填充墙接触面处产生裂缝，厂房发电机层钢 筋混凝土风道和机墩连接处出现细微环向裂缝。因此，对结构刚度有突变、温度应力大等 薄弱部位，宜适当增加布筋