GB 51247-2018 水工建筑物抗震設計標準

UDC

水工建筑物抗震設計標準中華人民共和國國家標準

GB512472018

水工建筑物抗震設計標準

Standardforseismicdesignofhydraulicstructures專用

人人文庫

貼標處20181603發布20180111實施

S/N：155182·0356

統一書號：155182·0356

中華人民共和國住房和城鄉建設部

定價：29.00元聯合發布

中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局

中華人民共和國國家標準

水工建筑物抗震設計標準

Standardforseismicdesignofhydraulicstructures

GB51247-2018

主編部門中華人民共和國水利部

：

批準部門中華人民共和國住房和城鄉建設部

：

施行日期年月專用日

：2018111

人人文庫

中國計劃出版社

2018北京

中華人民共和國國家標準

水工建筑物抗震設計標準專用

GB51247-2018

☆

中國計劃出版社出版發行

網址

：

地址北京市西城區木樨地北里甲號國宏大廈座層

：11C3

郵政編碼電話發行部

：100038：（010）63906433（）

北京市科星印刷有限責任公司印刷

印張千字

850mm×1168mm1/324.75119

年月第版年月第次印刷

20181012018101

☆

統一書號

人人文庫：155182·0356

定價元

：29.00

版權所有侵權必究

侵權舉報電話

：（010）63906404

如有印裝質量問題請寄本社出版部調換

，

中華人民共和國住房和城鄉建設部公告

2018第28號

住房城鄉建設部關于發布國家標準

水工建筑物抗震設計標準的公告

《》

現批準水工建筑物抗震設計標準為國家標準編號為

《》專用，

自年月日起實施其中第

GB51247—2018，2018111。，1.0.5、

條為強制性條文必須嚴格執行

3.0.1、3.0.4、3.0.5、3.0.9，。

本標準在住房城鄉建設部門戶網站

（）

公開并由住房城鄉建設部標準定額研究所組織中國計劃出版社

，

出版發行

。

中華人民共和國住房和城鄉建設部

年月日

人人文庫2018316

前言

根據住房城鄉建設部關于印發年工程建設標準規范

《〈2012

制訂修訂計劃的通知建標號的要求標準編制組經

〉》（〔2012〕5），

廣泛調查研究認真總結實踐經驗參考有關國際標準和國外先進

，，

標準并在廣泛征求意見的基礎上編制本標準

，，。

本標準共分章和個附錄主要技術內容包括總則術語

142，：，

和符號基本規定場地地基和邊坡地震作用和抗震計算土石

，，、，，

壩重力壩拱壩水閘水工地下結構進水塔水電站壓力鋼管和

，，，，，，

地面廠房渡槽升船機等

，，。專用

本標準中以黑體字標志的條文為強制性條文必須嚴格執行

，。

本標準由住房城鄉建設部負責管理和對強制性條文的解釋

，

由水利部負責日常管理由中國水利水電科學研究院負責具體技

，

術內容的解釋執行過程中如有意見或建議請寄送中國水利水

。，

電科學研究院地址北京市海淀區車公莊西路號郵政編碼

（：20，：

100048）。

本標準主編單位參編單位主要起草人和主要審查人

、、：

主編單位：中國水利水電科學研究院

參編單位：中國水利水電勘測設計協會

主要起草人：陳厚群李德玉胡曉關志誠楊澤艷

人人文庫劉小生王海波趙劍明邵劍南杜小凱

張艷紅張伯艷王鐘寧涂勁李敏

張翠然歐陽金惠馬懷發

主要審查人：高安澤劉志明周建平黨林才張楚漢

林皋周健俞言祥王亞勇蔣國澄

李現社司富安

目次

總則…………………

1（1）

術語和符號………………

2（3）

術語……………………

2.1（3）

符號……………………

2.2（6）

基本規定…………………

3（8）

場地地基和邊坡…………

4、（11）

場地……………………

4.1（11）

地基……………………

4.2專用（13）

邊坡……………………

4.3（15）

地震作用和抗震計算……

5（16）

地震動分量及其組合……

5.1（16）

地震作用的類別…………

5.2（16）

設計反應譜……………

5.3（17）

地震作用和其他作用的組合……………

5.4（18）

結構計算模式和計算方法………………

5.5（18）

水工混凝土和地基巖體材料動態性能……

5.6（21）

承載能力分項系數極限狀態抗震設計……

5.7（21）

附屬結構的抗震計算……

5.8人人文庫（22）

地震動土壓力……………

5.9（23）

土石壩……………………

6（25）

抗震計算………………

6.1（25）

抗震措施………………

6.2（27）

重力壩……………………

7（30）

抗震計算………………

7.1（30）

·1·

抗震措施………………

7.2（33）

拱壩…………………

8（35）

抗震計算………………

8.1（35）

抗震措施………………

8.2（38）

水閘…………………

9（39）

抗震計算………………

9.1（39）

抗震措施………………

9.2（41）

水工地下結構……………

10（43）

抗震計算………………

10.1（43）

抗震措施………………

10.2（44）

進水塔……………………

11（46）

抗震計算………………

11.1（46）

抗震措施………………

11.2專用（50）

水電站壓力鋼管和地面廠房……………

12（52）

壓力鋼管………………

12.1（52）

地面廠房………………

12.2（53）

渡槽…………………

13（55）

抗震計算………………

13.1（55）

抗震措施………………

13.2（56）

升船機……………………

14（57）

抗震計算………………

14.1（57）

抗震措施………………

14.2（57）

附錄土石壩擬靜力法抗震穩定計算……

A（59）

附錄渡人人文庫槽槽體內動水壓力計算…………

B（62）

本標準用詞說明………………

（66）

引用標準名錄…………………

（67）

附條文說明…………………

：（69）

·2·

Contents

………

1Generalprovisions（1）

………

2Termsandsymbols（3）

…………………

2.1Terms（3）

………………

2.2Symbols（6）

………

3Basicrequirements（8）

………………

4Site，foundationandslope（11）

……………………

4.1Site專用（11）

……………

4.2Foundation（13）

…………………

4.3Slope（15）

………………

5Earthquakeactionandseismicanalysis（16）

……………

5.1Seismicactioncomponentanditscombination（16）

…………………

5.2Typesofseismicaction（16）

………………

5.3Designresponsespectrum（17）

……

5.4Earthquakeactionandcombinationwithotheractions（18）

………………

5.5Structuralmodelingandcalculationmethod（18）

5.6Dynamicpropertiesofconcreteandfoundationrock

…………………

forhydraulicstructures（21）

人人文庫……

5.7Seismicdesignultimatelimitstatewithpartialfactor（21）

………………

5.8Seismiccalculationforsubsidiarystructure（22）

…………………

5.9Seismicearthpressure（23）

…………………

6Earthandrockfilldam（25）

………

6.1Seismiccalculation（25）

…………

6.2Seismicmeasure（27）

·3·

………………

7Gravitydam（30）

………

7.1Seismiccalculation（30）

…………

7.2Seismicmeasure（33）

…………………

8Archdam（35）

………

8.1Seismiccalculation（35）

…………

8.2Seismicmeasure（38）

………

9Sluice（39）

………

9.1Seismiccalculation（39）

…………

9.2Seismicmeasure（41）

……

10Undergroundhydraulicstructures（43）

……

10.1Seismiccalculation（43）

………

10.2Seismicmeasure（44）

……………

11Intaketower專用（46）

……

11.1Seismiccalculation（46）

………

11.2Seismicmeasure（50）

12Penstockofhydropowerstationand

……

groundpowerhouse（52）

………………

12.1Penstock（52）

……

12.2Groundpowerhouse（53）

…………………

13Aqueduct（55）

……

13.1Seismiccalculation（55）

………

13.2Seismicmeasure（56）

…………………

14Shiplift（57）

人人文庫……

14.1Seismiccalculation（57）

………

14.2Seismicmeasure（57）

AppendixASeismicstabilitycalculationofearthand

……

rockfilldamwithquasistaticmethod（59）

AppendixBCalculationofdynamicwater

………

pressureonaqueduct（62）

·4·

……

Explanationofwordinginthestandard（66）

……

Listofquotedstandards（67）

………

Addition：Explanationofprovisions（69）

專用

人人文庫

·5·

1總則

1.0.1依據中華人民共和國防震減災法為貫徹預防為主的方

《》，

針使水工建筑物經抗震設計后可減輕其地震破壞及防止次生災

，

害制定本標準

，。

1.0.2按本標準進行抗震設計的水工建筑物應能抗御設計烈度

的地震作用如有局部損壞經修復后仍可正常運行

；，。

1.0.3本標準主要適用于設計烈度為度度度度的

Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ

級級級的碾壓式土石壩混凝土重力壩混凝土拱壩水

1、2、3、、、

閘水工地下結構進水塔水電站壓力鋼管和地面廠房渡槽升

、、、專用、、

船機等水工建筑物的抗震設計

。

設計烈度為度時可不進行抗震計算但仍應按本標準采取

Ⅵ，，

抗震措施

。

設計烈度高于度的水工建筑物高度大于或有特殊

Ⅸ、200m

問題的壅水建筑物其抗震安全性應進行專門研究論證

，。

1.0.4一般工程的場地設計地震動峰值加速度和其對應的設計

烈度應依據現行國家標準中國地震動參數區劃圖

《》GB18306

確定

。

1.0.5地震基本烈度為Ⅵ度及Ⅵ度以上地區的壩高超過200m

或庫容大于人人文庫100億m3的大（1）型工程，以及地震基本烈度為Ⅶ度

及Ⅶ度以上地區的壩高超過150m的大（1）型工程，其場地設計地

震動峰值加速度和其對應的設計烈度應依據專門的場地地震安全

性評價成果確定。

1.0.6地震基本烈度為度及度以上地區的高度為以上

ⅦⅦ90m

的級級大壩抽水蓄能電站等工程的主要建筑物和引水

1、2，Ⅰ、

調水工程中的重要建筑物經技術經濟論證后其場地設計地震動

，，

·1·

峰值加速度和其對應的設計烈度可依據專門的場地地震安全性評

價成果確定

。

1.0.7水工建筑物抗震設計除應符合本標準規定外尚應符合國

，

家現行有關標準的規定

。

專用

人人文庫

·2·

2術語和符號

2.1術語

2.1.1抗震設計

seismicdesign

強震區的工程結構進行的一種專項設計一般包括抗震計算

。

和抗震措施兩個方面

。

2.1.2基本烈度

basicintensity

年期限內一般場地條件下可能遭遇超越概率P為

50，，500.10

的地震烈度一般為根據場地在現行國家標準中國地震動參數區

?！?/p>

劃圖上所標示的地震峰值加速度值按其附錄確定的相

》GB18306，專用

應地震烈度值對重大工程應通過專門的場地地震安全性評價工作

；

確定

。

2.1.3設計烈度

designintensity

在基本烈度基礎上確定的作為工程設防依據的地震烈度

。

2.1.4水庫地震

reservoirearthquake

與水庫蓄水有關的在離庫岸范圍內發生的地震

10km。

2.1.5最大可信地震

maximumcredibleearthquake

根據工程場址地震地質條件評估的場址可能發生最大地震動

的地震

。

2.1.6設定地震

scenarioearthquake

基于場人人文庫址地震安全性評價結果在對場址設計地震動峰值加

，

速度超越概率貢獻最大的潛在震源中由超越設計地震動峰值加

，

速度的概率最大的震級和震中距組成的地震

。

2.1.7地震動

seismicgroundmotion

由地震引起的巖土運動

。

2.1.8地震作用

seismicaction

·3·

地震動施加于結構上的動態作用

。

2.1.9上盤效應

hangingwalleffect

傾斜發震斷層上盤的地震動高于下盤的地震動的現象

。

2.1.10地震動峰值加速度

seismicpeakgroundacceleration

地震動過程中地表質點運動加速度的最大絕對值

，。

2.1.11設計地震

designearthquake

抗震設計中采用的與設計烈度對應的作為抗震設防依據的

、

地震動包括峰值加速度反應譜持續時間及加速度時程

。、、。

2.1.12設計地震動峰值加速度

designseismicacceleration

由專門的場地地震安全性評價按規定的設防概率水準所確定

的或一般情況下與設計烈度相對應的地震動峰值加速度

。

2.1.13地震作用效應

seismiceffect

地震作用引起的結構內力變形滑移裂縫開展等動態效應

、、、專用。

2.1.14地震液化

seismicliquefaction

地震動引起的飽和無黏性土或少黏性土顆粒趨于緊密孔隙

，

水壓力增大有效應力趨近于零的現象

，。

2.1.15設計反應譜

designresponsespectrum

抗震設計中所采用的具有一定阻尼比的單質點體系在地震作

用下的最大加速度反應隨體系自振周期變化的曲線可以其與地

，

震動峰值加速度的比值表示

。

2.1.16動力法

dynamicmethod

按結構動力學理論求解結構地震作用效應的方法

。

2.1.17時程分析法

time-historyanalyticalmethod

由結構人人文庫基本運動方程輸入地震加速度記錄進行積分求得整

，

個時間歷程內結構地震作用效應的方法

。

2.1.18振型分解法

modedecompositionmethod

先求解結構對應其各階振型的地震作用效應后再組合成結構

總地震作用效應的方法各階振型效應用時程分析法求得后直接

。

疊加的稱振型分解時程分析法用反應譜求得后再組合的稱振型

，

·4·

分解反應譜法

。

2.1.19平方和方根法

（SRSS）squarerootofthesumofthe

squares（SRSS）method

取各階振型地震作用效應的平方總和的方根值作為總地震作

用效應的振型組合方法

。

2.1.20完全二次型方根法

（CQC）completequadratic

combination（CQC）method

取各階振型地震作用效應的平方項和不同振型耦聯項的總和

的方根值作為總地震作用效應的振型組合方法

。

2.1.21地震動水壓力

seismichydrodynamicpressure

地震作用引起的水體對結構產生的動態壓力

。

2.1.22地震動土壓力

seismicearthpressure

地震作用引起的土體對結構產生的動態壓力

專用。

2.1.23擬靜力法

quasistaticmethod

將重力作用設計地震峰值加速度與重力加速度比值給定的

、、

地震作用效應折減系數與動態分布系數的乘積作為設計地震力的

靜力分析方法

。

2.1.24地震作用的效應折減系數

seismiceffectreductionfactor

由于地震作用效應計算方法的簡化而引入的對地震作用效應

進行折減的系數

。

2.1.25自振周期

naturalvibrationperiod

結構按某一振型完成一次自由振動所需的時間對應于第一

。

振型的自振周期稱基本自振周期

人人文庫。

2.1.26抗震措施

seismicmeasures

除地震作用計算和抗力計算以外的抗震設計內容包括抗震

，

構造措施

。

2.1.27抗震構造措施

detailsofseismicdesign

根據抗震設計基本要求可不需計算而對結構和非結構各部

，

分必須采取的各種細部要求

。

·5·

2.2符號

2.2.1作用和作用效應

：

a水平向設計地震加速度代表值

h———；

a豎向設計地震加速度代表值

v———；

Ei作用在質點i的水平向地震慣性力的代表值

———；

F地震主動動土壓力代表值

E———；

F建筑物單位寬度迎水面的總地震動水壓力代表值

0———；

g重力加速度g2

———，=9.81m/s；

G產生地震慣性力的建筑物總重力作用的標準值

E———；

Ph水深h處的地震動水壓力代表值

w（）———；

αi質點i的地震慣性力的動態分布系數

———；

設計反應譜

β———；專用

地震作用的效應折減系數

ξ———。

2.2.2材料性能和幾何參數

：

a幾何參數的標準值

k———；

f材料性能的標準值

k———；

K隧洞軸向單位長度地基剛度系數標準值

u———；

K垂直隧洞軸向單位長度地基剛度系數標準值

v———；

N標準貫入錘擊數

———；

N臨界錘擊數

cr———；

v壓縮波波速標準值

p———；

v剪切波波速標準值

s———人人文庫；

ρ水體質量密度的標準值

w———。

2.2.3分項系數極限狀態設計

：

E地震作用的代表值

k———；

G永久作用的標準值

k———；

Q可變作用的標準值

k———；

R結構的抗力

———；

·6·

S結構的作用效應

———；

γ結構重要性系數

0———；

γ結構系數為考慮承載能力極限狀態中非隨機性不確

d———，

定性而引入的安全裕度

；

γ永久作用的分項系數

G———；

γ材料性能的分項系數

m———；

γ可變作用的分項系數

Q———；

設計狀況系數

ψ———。

2.2.4其他

：

T特征周期

g———；

T結構自振周期

———；

λ附屬結構和主體結構質量比值

m———；

λ附屬結構和主體結構的基本頻率比值

f———專用。

人人文庫

·7·

3基本規定

3.0.1水工建筑物應根據其重要性和工程場地地震基本烈度按

表3.0.1確定其工程抗震設防類別。

表3.0.1工程抗震設防類別

工程抗震設防類別建筑物級別場地地震基本烈度

甲類1級（壅水和重要泄水）

Ⅵ度

乙類1級（非壅水）、2級（壅水）≥

丙類2級（非壅水）、3級

Ⅶ度

丁類級、級專用≥

45

注：重要泄水建筑物指其失效可能危及壅水建筑物安全的泄水建筑物。

3.0.2各類水工建筑物的抗震設防水準應以經場地類別調整后

的平坦地表設計烈度和水平向設計地震動峰值加速度代表值表

征并應按本標準第條第條的規定確定

，3.0.3～3.0.8。

3.0.3對依據現行國家標準中國地震動參數區劃圖

《》GB18306

確定其設防水準的水工建筑物一般工程應取該圖中其場址所在

，

地區的地震動峰值加速度的分區值作為水平向設計地震動峰值加

速度代表值將與之對應的地震基本烈度作為設計烈度對工程抗

，；

震設防類別為甲類的水工建筑物應在基本烈度基礎上提高度

，1

作為設計烈人人文庫度水平向設計地震動峰值加速度代表值相應增加

，

倍

1。

3.0.4根據專門的場地地震安全性評價確定其設防依據的工程，

其建筑物的基巖平坦地表水平向設計地震動峰值加速度代表值的

概率水準，對工程抗震設防類別為甲類的壅水和重要泄水建筑物

應取100年內超越概率P100為0.02；對1級非壅水建筑物應取50

·8·

年內超越概率P50為0.05；對于工程抗震設防類別其他非甲類的

水工建筑物應取50年內超越概率P50為0.10，但不應低于區劃圖

相應的地震動水平加速度分區值。

3.0.5對應作專門場地地震安全性評價的工程抗震設防類別為

甲類的水工建筑物，除按設計地震動峰值加速度進行抗震設計外，

應對其在遭受場址最大可信地震時不發生庫水失控下泄的災變安

全裕度進行專門論證，并提出其所依據的抗震安全性專題報告。

其中：“最大可信地震”的水平向峰值加速度代表值應根據場址地

震地質條件，按確定性方法或100年內超越概率P100為0.01的概

率法的結果確定。

3.0.6抗震安全性專題報告中場地相關設計反應譜宜按與水平

，

向設計地震動峰值加速度相應的設定地震確定并據以生成人工

，

模擬地震動加速度時程對結構地震效應的強非線性分析有條件

；專用，

時宜研究地震動的頻率非平穩性的影響當發震斷層距離場址小

；

于傾角小于o時宜計入上盤效應的影響當其離場址距

30km、70，；

離小于震級大于級時宜研究近場大震中發震斷層作

10km、7.0，

為面源破裂的過程直接生成場址的隨機地震動加速度時程并取

，，

用其中漸進譜峰值周期最接近結構基本周期的時程

。

3.0.7對因壩高原因壅水建筑物提高級別時的抗震設防標準應

，

做專門研究并經主管部門批準

，。

3.0.8施工期的短暫狀況可不與地震作用組合

。

3.0.9對壩高大于100m、庫容大于5億m3的新建水庫，應進行

水庫地震安人人文庫全性評價；對有可能發生震級大于5.0級，或震中烈度

大于Ⅶ度的水庫地震時，應至少在水庫蓄水前1年建成水庫地震

監測臺網并進行水庫地震監測。

3.0.10水工建筑物的抗震設計應包括抗震計算和抗震措施并

，

應遵循下列基本要求

：

1結合抗震要求選擇對抗震有利的工程地段場地和建筑物

、

型式

；

·9·

2避免地基和鄰近建筑物的岸坡失穩

；

3選擇安全經濟合理的抗震結構方案和抗震措施

；

4在設計文件中提出滿足抗震安全要求的施工質量控制

措施

；

5設置能盡快降低庫水位的泄水設施

；

6對水閘進水塔升船機等水工建筑物中的非結構構件附

、、、

屬機電設備及其與結構主體的連接件進行抗震設計

。

3.0.11對有抗震要求的水工建筑物應在設計文件中提出制訂防

震減災應急預案的要求

。

3.0.12設計烈度為度及以上且高度超過的甲類工程大

Ⅷ150m

壩宜進行動力模型試驗

，。

3.0.13大壩結構反應臺陣的強震監測設計應符合現行行業標準

水工建筑物強震動安全監測技術規范或水工建筑物強

《》SL486專用《

震動安全監測技術規范的規定

》DL/T5416。

人人文庫

·10·

4場地地基和邊坡

、

4.1場地

4.1.1水工建筑物場地的選擇應在工程地質和水文地質勘探及

，

地震活動性調研的基礎上按構造活動性場地地基和邊坡穩定性

，、

及發生次生災害危險性等進行綜合評價應按表劃分為有

。4.1.1

利一般不利和危險地段宜選擇對建筑物抗震有利地段和一般

、、。

地段避開不利地段與危險地段在不利地段與危險地段進行大壩

，；

建設時必須對地震安全性進行充分論證

，。

表4.1.1各類地段的劃分

專用

場地地基和發生次生

地段類型構造活動性

邊坡穩定性災害危險性

近場區范圍內無活動斷層場址地

有利地段25km，好小

震基本烈度為度

Ⅵ

場址范圍內無活動斷層場址地震

一般地段5km，較好較小

基本烈度為度

Ⅶ

場址范圍內有長度小于的活

5km10km

不利地段動斷層有震級小于級發震構造場址較差較大

；5.0。

地震基本烈度為度

人人文庫Ⅷ

場址范圍內有長度大于或等于

5km

危險地段的活動斷層有震級大于或等于差大

10km；5.0

級的發震構造場址地震基本烈度為度

。Ⅸ

4.1.2水工建筑物開挖處理后的場地土類型宜根據土層剪切波

速按表劃分

4.1.2。

·11·

1土層剪切波速如場地有多層土則取建基面下覆蓋層各

（，

土層的等效剪切波速應按下式計算

）：

d

v=0

sn（4.1.2）

（divi）

s

i=/

∑1

式中d覆蓋層厚度

：0———（m）；

di覆蓋層第i層土的厚度

———（m）；

vi覆蓋層第i層土的剪切波速

s———（m/s）；

n覆蓋層的分層數

———。

2覆蓋層厚度d應符合下列規定

0：

1按地面至剪切波速大于且其下臥各層巖土的剪

）500m/s

切波速均不小于的土層頂面的距離確定

500m/s；

2當地面以下存在剪切波速大于其上部各土層剪切波速

）5m專用

倍的土層且該層及其下臥各層巖土的剪切波速均不

2.5，

小于時可按地面至該土層頂面的距離確定剪切

400m/s，；

波速大于的孤石透鏡體應視同周圍土層

500m/s、，；

3當土層中含有硬巖夾層時應視為剛體其厚度應從覆蓋

），，

層厚度中扣除

。

表4.1.2場地土類型的劃分

剪切波速范圍

場地土類型代表性巖土名稱和性狀

v

s（m/s）

硬巖v堅硬較硬且完整的巖石

s＞800、

破碎和較破碎或軟和較軟的巖石密實的砂

軟巖堅硬場地土v，

、人人文庫800≥s＞500卵石

中密稍密的砂卵石密實的粗砂中砂堅

中硬場地土v、，、，

500≥s＞250硬的黏土和粉土

稍密的礫石粗砂中砂細砂和粉砂一般

中軟場地土v、、、，

250≥s＞150黏土和粉土

軟弱場地土v淤泥淤泥質土松散的砂土人工雜填土

s≤150，，，

·12·

4.1.3場地類別應根據場地土類型和場地覆蓋層厚度按表

4.1.3

劃分為共五類

Ⅰ0、Ⅰ1、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。

表4.1.3場地類別的劃分

場地土覆蓋層厚度d

0（m）

類型dddddd

00＜0≤33＜0≤55＜0≤1515＜0≤5050＜0≤800＞80

硬巖

Ⅰ0—

軟巖堅

、

硬場地土Ⅰ1—

中硬

場地土—Ⅰ1Ⅱ

中軟

場地土—Ⅰ1ⅡⅢ

軟弱

1專用

場地土—ⅠⅡⅢⅣ

4.2地基

4.2.1水工建筑物地基的抗震設計應綜合考慮上部建筑物的型

式荷載水力運行條件以及地基和岸坡的工程地質和水文地質

、、、，

條件等

。

4.2.2對于壩閘等壅水建筑物的地基和岸坡應滿足在設計

、，

烈度地震作用下不發生強度失穩破壞包括砂土液化軟弱黏土

（、

震陷等和滲透破壞的要求避免產生影響建筑物使用的有害

），

變形

。

水人人文庫工建筑物的地基和岸坡中的斷裂破碎帶及層間錯動等

4.2.3

、

軟弱結構面特別是緩傾角夾泥層和可能發生泥化的巖層應根據

，，

其產狀埋藏深度邊界條件滲流情況物理力學性質以及建筑物

、、、、

的設計烈度論證其在地震作用下不致發生失穩和超過允許的變

，

形必要時應采取抗震措施

，。

4.2.4水工建筑物地基和岸坡的防滲結構及其連接部位以及排

，

·13·

水反濾結構等應采取有效措施防止地震時產生危害性裂縫或發

，，

生滲透破壞

。

4.2.5巖土性質及厚度等在水平方向變化大的不均勻地基應采

，

取措施防止地震時產生較大的不均勻沉降滑移和集中滲漏并應

、，

采取提高上部建筑物適應地基不均勻沉降能力的措施

。

4.2.6地基中土層液化的判別應按現行國家標準水力發電工程

《

地質勘察規范水利水電工程地質勘察規范

》GB50287、《》

的有關規定進行

GB50487。

4.2.7地基中的可液化土層可根據工程的類型和具體情況選

，，

擇采用下列抗震措施

：

1挖除液化土層并用非液化土置換

；

2振沖加密強夯擊實等人工加密

、；

3壓重和排水

；專用

4振沖擠密碎石樁等復合地基或樁體穿過可液化土層進入

非液化土層的樁基

；

5混凝土連續墻或其他方法圍封可液化地基

。

4.2.8甲類乙類工程抗震設防類別的水工建筑物地基中的軟弱

、

黏土層應進行專門的抗震試驗研究和分析除另有規定地基中

。，

的土層只要滿足下列任一指標即可判定為軟弱黏土層

，：

1液性指數I大于或等于

L0.75；

2無側限抗壓強度q小于或等于

u50kPa；

3標準貫入錘擊數N小于或等于

4；

4靈敏度S大于或等于

人人文庫t4。

4.2.9地基中的軟弱黏土層可根據建筑物的類型和具體情況選

，

擇采用下列抗震措施

：

1挖除或置換地基中的軟弱黏土

；

2預壓加固

；

3壓重和砂井排水塑料排水板

、；

4樁基或振沖擠密碎石樁等復合地基

。

·14·

4.3邊坡

4.3.1在水工建筑物場地范圍內巖體結構復雜有軟弱結構面

，、

或夾泥層不利組合邊坡穩定條件較差時應查明在設計烈度的地

、，

震作用下不穩定邊坡的分布分析可能危害程度提出處理措施

，，。

4.3.2邊坡的抗震設計烈度及其設計地震動峰值加速度代表值

應根據相關水工建筑物的抗震設防類別邊坡與水工建筑物的相

、

互間關系以及邊坡破壞對水工建筑物造成的影響等進行綜合論

，

證后確定

。

4.3.3邊坡抗震穩定的計算方法可采用剛體極限平衡法可不計

，

邊坡地震慣性力的動力放大效應材料的抗剪斷強度可按靜態強

，

度取值

。

4.3.4邊坡的抗震分析和安全系數取值應按現行行業標準水利

專用《

水電工程邊坡設計規范或水電水利工程邊坡設計規范

》SL386《》

的相關規定執行

DL/T5353。

4.3.5對于地質條件復雜的高邊坡工程宜進行基于動態分析的

，

專門研究應通過對邊坡位移殘余位移或滑動面張開度等地震

。、

效應的綜合分析評價其變形及抗震穩定安全性

，。

人人文庫

·15·

5地震作用和抗震計算

5.1地震動分量及其組合

5.1.1除渡槽外的水工建筑物可只考慮水平向地震作用

。

5.1.2設計烈度為度及度以上的渡槽和設計烈度為度

ⅦⅦⅧ、Ⅸ

度的級級下列水工建筑物土石壩重力壩等壅水建筑物長

1、2：、，

懸臂大跨度或高聳的水工混凝土結構應同時計入水平向和豎向

、，

地震作用豎向設計地震動峰值加速度的代表值可取水平向設計

。

地震動峰值加速度代表值的在近場地震時應取水平向設計

2/3，

地震動峰值加速度代表值

。專用

5.1.3嚴重不對稱空腹等特殊形式的拱壩以及設計烈度為度

、，Ⅷ、

度的級級雙曲拱壩宜對其豎向地震作用效應做專門研究

Ⅸ1、2，。

5.1.4土石壩混凝土重力壩在抗震設計中可只計入順河流方向

、

的水平向地震作用兩岸陡坡上的重力壩段宜計入垂直河流方向

。

的水平向地震作用重要的土石壩宜專門研究垂直河流方向的水

，

平向地震作用

。

5.1.5混凝土拱壩水閘應同時考慮順河流方向和垂直河流方向

、

的水平向地震作用

。

5.1.6進水塔閘頂機架和其他兩個主軸方向的側移剛度接近的

、

水工混凝土結構應考慮結構的兩個主軸方向的水平向地震作用

人人文庫，。

5.1.7當采用振型分解反應譜法同時計算相互正交方向地震的

作用效應時總的地震作用效應可取各相互正交方向地震作用效

，

應的平方總和的方根值

。

5.2地震作用的類別

5.2.1水工建筑物抗震計算應考慮的地震作用為建筑物自重和

：

·16·

其上的荷重所產生的地震慣性力地震動土壓力和地震動水壓力

，，

并應考慮地震動孔隙水壓力

。

5.2.2除混凝土面板堆石壩外土石壩的地震動水壓力可以

，

不計

。

5.2.3地震浪壓力和地震對滲透壓力浮托力的影響可以不計

、。

5.2.4地震對淤沙壓力的影響一般可以不計此時計算地震動

，，

水壓力的建筑物前水深應包括淤沙深度當高壩的淤沙厚度特別

；

大時地震對淤沙壓力的影響應做專門研究

，。

5.3設計反應譜

5.3.1對進行專門的場地地震安全性評價的抗震設防類別為甲類的

工程其設計反應譜應按本標準第條的規定采用場地相關反應

，3.0.6

譜其他工程的水平向和豎向設計反應譜應采用標專用準設計反應譜

，。

5.3.2標準設計反應譜圖形狀參數應符合下列規定

（5.3.2）：

1周期小于的區段βT取從到β直線段

0.1s，（）1.0max；

2自至特征周期的水平段βT取最大值β

0.1s，（）max；

.

3自特征周期至區段βT按公式βT=βTT06

3s，（）（）max（g/）

取值

。

人人文庫

圖標準設計反應譜

5.3.2

·17·

5.3.3各類水工建筑物的標準設計反應譜最大值的代表值β

max

應按表的規定取值

5.3.3。

表5.3.3標準設計反應譜最大值的代表值βmax

建筑物類型土石壩重力壩拱壩水閘進水塔等其他建筑物及邊坡

、

β

max1.602.002.502.25

5.3.4標準設計反應譜下限值的代表值β不應小于設計反應

min

譜最大值的代表值的

20%。

5.3.5不同類別場地的標準設計反應譜的特征周期T可按現

g

行國家標準中國地震動參數區劃圖中場址所在地區

《》GB18306

取值后按表進行調整

，5.3.5。

表5.3.5場地標準設計地震動加速度反應譜特征周期調整表

類場地基本地震動加速度反應譜場地類別

Ⅱ

特征周期分區值專用

Ⅰ0Ⅰ1ⅡⅢⅣ

0.35s0.20s0.25s0.35s0.45s0.65s

0.40s0.25s0.30s0.40s0.55s0.75s

0.45s0.30s0.35s0.45s0.65s0.90s

5.4地震作用和其他作用的組合

5.4.1水工建筑物做抗震計算時的上游水位可采用正常蓄水位

，

多年調節水庫經論證后可采用低于正常蓄水位的上游水位

。

5.4.2土石壩的上游壩坡應根據運用條件選用對壩坡抗震穩定

最不利的常遇水位進行抗震計算也可將地震作用和常遇的庫水

，

降落工況相人人文庫組合

。

5.4.3重要的拱壩及水閘的抗震強度計算宜補充地震作用和常

遇低水位組合的驗算

。

5.5結構計算模式和計算方法

5.5.1各類水工建筑物抗震計算中地震作用效應的計算模式應

·18·

與其相應設計規范規定的計算模式相同

。

5.5.2除窄河谷中的土石壩和橫縫經過灌漿的重力壩外重力

，

壩水閘土石壩均可取單位寬度或單個壩閘段進行抗震計算

、、（）。

5.5.3各類水工建筑物的地震作用效應計算方法除應按本標準

相關章節規定采用外應根據工程抗震設防類別按表的規

，5.5.3

定采用

。

表5.5.3地震作用效應的計算方法

工程抗震設防類別地震作用效應的計算方法

甲類動力法對土石壩可同時采用擬靜力法

，

乙類丙類動力法或擬靜力法

、

丁類擬靜力法或著重采取抗震措施

5.5.4對水工建筑物進行線彈性分析時其地震作用效應的計算

，專用

可采用只計地基彈性影響的振型分解反應譜法或振型分解時程分

析法各類水工建筑物的阻尼比取值土石壩可取為重力

。：20%，

壩可取為拱壩可取為水閘進水塔及其他建筑物可取

10%，5%，、

為邊坡阻尼比應專門論證

7%，。

5.5.5對于工程抗震設防類別為甲類的混凝土重力壩和拱壩工

程在其專門的抗震研究中計算地震作用效應所采用的動力分析

，，

模型中應考慮以下因素

，：

1結構地基庫水體系的動力相互作用近場地基的質量

--，、

巖性和各類地質構造遠域地基的輻射阻尼及沿壩基地震動輸入

，

的不均勻性影響

人人文庫；

2對于拱壩應計入地震過程中橫縫開合和滑移的影響

；

3對其他水工建筑物采用動力法計算地震作用效應時結構

，

和地基的動力相互作用可采用無質量地基模型

。

5.5.6采用振型分解反應譜法計算地震作用效應時可由各階振

，

型的地震作用效應按平方和方根法組合當兩個振型的頻率差的

。

絕對值與其中一個較小的頻率之比小于時地震作用效應宜

0.1，

·19·

采用完全二次型方根法組合

。

mm

S=SiSj

Eρij（）

∑i∑j5.5.6-1

/

ijiγjγ32

ζζζ+ωζω

ρij=8（）

-γ22+ζiζjγ+γ2+ζi2+ζj2γ2

（1ω）4ω（1ω）4（）ω

（5.5.6-2）

式中m計算采用的振型數

：———；

S地震作用效應

E———；

SiSj第i階第階振型的地震作用效應

、———、j；

第i階和第j階的振型相關系數

ρij———；

ij第i階第階振型的阻尼比

ζ、ζ———、j；

γ圓頻率比γωjωi

ω———，ω=/；

ωiωj第i階第階振型的圓頻率

、———、j。專用

5.5.7對地震作用效應影響不超過的高階振型可略去不計

5%。

采用集中質量模型時集中質量的個數不宜少于地震作用效應計

，

算中采用的振型數的倍

4。

5.5.8采用時程分析法計算地震作用效應時應以阻尼比為

，5%

的設計反應譜為目標譜生成至少套人工模擬地震加速度時程

，3

作為基巖的輸入地震動加速度時程各套地震動的各分量之間的

，

相關系數均不應大于應對按不同地震加速度時程計算的結

0.3。

果進行綜合分析以確定設計采用的地震作用效應

，。

5.5.9當采用擬靜力法計算地震作用效應時沿建筑物高度作用

，

于質點i的水平向地震慣性力代表值應按下式計算

人人文庫：

Ei=aξGiαig

hE/（5.5.9）

式中Ei作用在質點i的水平向地震慣性力代表值

：———；

a水平向設計地震加速度代表值

h———；

地震作用的效應折減系數值除采用動力法計算鋼

ξ———，

筋混凝土結構外應取

，0.25；

Gi集中在質點i的重力作用標準值

E———；

·20·

αi質點i的地震慣性力的動態分布系數應按本標準

———，

相應章節中的有關條文的規定采用

；

重力加速度

g———。

5.6水工混凝土和地基巖體材料動態性能

5.6.1工程抗震設防類別為甲類的大體積混凝土水工建筑物應

，

通過專門的試驗確定其混凝土材料的動態性能

。

5.6.2對不進行專門的試驗確定其混凝土材料動態性能的大體

積水工混凝土建筑物其混凝土動態強度的標準值可按表

，5.6.2

確定相應的材料性能分項系數可取為其動態彈性模量標準

，1.5；

值可較其靜態標準值提高其動態抗拉強度的標準值可取為

50%；

其動態抗壓強度標準值的

10%。

表5.6.2大壩混凝土動態抗壓強度標準值（MPa）

專用

混凝土強度等級

C5C7.5C10C15C20C25C30

常規混凝土

—9.111.817.222.226.931.4

碾壓混凝土

8.612.516.223.530.437.2—

5.6.3在混凝土水工建筑物的抗震計算中地基巖體的動態變形

，

模量可取其靜態變形模量當采用動力法計算其地震作用效應時

；，

地基巖體及混凝土和地基間的動態抗剪斷強度參數的標準值均可

取其靜態抗剪斷參數的標準值當采用擬靜力法計算其地震作用

。

效應時地基巖體及混凝土和地基間的動態抗剪強度參數的標準

，

值均應取其靜態抗剪強度參數的均值

。

人人文庫5.7承載能力分項系數極限狀態抗震設計

5.7.1各類水工建筑物在綜合靜動態作用下最不利組合下的抗

、

震強度和穩定應滿足下式

：

■f■

γψSγGγQγEa1R■ka■

0（Gk，Qk，Ek，k）γ■γ，k■（）

≤dm5.7.1

式中a幾何參數的標準值

：k———；

·21·

E地震作用的代表值

k———；

f材料性能的標準值

k———；

G永久作用的標準值

k———；

Q可變作用的標準值

k———；

R結構的抗力函數

（·）———；

S作用效應函數

（·）———；

γ永久作用的分項系數

G———；

ψ設計狀況系數可取

———，0.85；

γ結構重要性系數應按現行國家標準水利水電工程

0———，《

結構可靠性設計統一標準的規定取值

》GB50199；

γ承載能力極限狀態的結構系數

d———；

γ地震作用的分項系數可取

E———，1.0；

γ材料性能的分項系數

m———；

γ可變作用的分項系數專用

Q———。

5.7.2各類水工建筑物在地震作用下應驗算的極限狀態及其相

應的結構系數均應按本標準相應章節的有關規定采用

。

5.7.3與地震作用組合的各種靜態作用的分項系數和標準值應

按各類建筑物相應的設計規范規定采用抗震計算中引入地震作

。

用的效應折減系數時分項系數應取為

，1.0。

5.7.4鋼筋混凝土結構構件的抗震設計在按本標準確定地震作

，

用效應后應按現行行業標準水工混凝土結構設計規范

，《》SL191

或水工混凝土結構設計規范進行截面承載力抗震

《》DL/T5057

驗算當采用動力法計算地震作用效應時應取地震作用的效應

。，

折減系數為當采用擬靜力法計算鋼筋混凝土結構構件的

人人文庫0.35。

地震作用效應時應按在地震慣性力中計入地震作用的效應折減

，

系數的規定采用

0.25。

5.7.5材料動態性能的分項系數值可取為其靜態作用下的值

。

5.8附屬結構的抗震計算

5.8.1在水工建筑物附屬結構的地震作用效應計算中當附屬結

，

·22·

構和主體結構的質量比值λ及基本頻率比值λ符合下列條件之

mf

一時附屬結構與主體結構可不做耦聯分析

，：

1λ.

m＜001；

2.λ.且λ.或λ.

001≤m≤01，f≤08f≥125。

5.8.2不做耦聯分析的附屬結構可取與主體結構連接處的加速

，

度作為附屬結構地震作用效應計算中的地震動輸入

。

5.8.3當不做耦聯分析的附屬結構和主體結構可視為剛性連接

時附屬結構的質量應作為主體結構的附加質量

，。

5.9地震動土壓力

5.9.1地震主動動土壓力代表值可按公式計算并應

（5.9.1-1），

取公式中按號計算結果中的大值

（5.9.1-1）“+”、“-”。

■ψ■

■1■專用

F=■qcosH+1γH2■±ξagC

E■0ψ-ψ■（1v/）e

cos（12）2

（5.9.1-1）

2φ-θ-ψ

C=cos（e1）

e2（）

θ2ψδ+ψ+θ+Z5.9.1-2

cosecos1cos（1e）（1）

δ+φφ-θ-ψ

Z=sin（）sin（e2）

δ+ψ+θψ-ψ（5.9.1-3）

cos（1e）cos（21）

式中F地震主動動土壓力代表值

：E———；

q土表面單位長度的荷重

0———；

ψ擋土墻面與垂直面夾角

1———；

ψ土表面和水平面夾角

2人人文庫———；

H土的高度

———；

γ土的重度的標準值

———；

土的內摩擦角

φ———；

-ξa

θ地震系數角θ=1h

e———，ea；

tang±ξv

δ擋土墻面與土之間的摩擦角

———；

·23·

地震作用的效應折減系數動力法計算地震作用效

ξ———，

應時取為擬靜力法計算地震作用效應時取為

1.00；

對鋼筋混凝土結構取為

0.25，0.35。

5.9.2地震被動動土壓力應經專門研究確定

。

專用

人人文庫

·24·

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定計算永久變形計算防

、、

滲體安全評價和液化判別等內容結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定性

，。

1設計烈度為度且壩高以上

Ⅶ，150m；專用

2設計烈度為度度且壩高以上

Ⅷ、Ⅸ，70m；

3地基中存在可液化土層

。

覆蓋層厚度超過的土石壩宜進行動力分析

40m。

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

，，

條的規定進行驗算其計算公式應按本標準附錄執行

5.7.1，A。

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定

計算時質點i的地震慣性力的動態分布系數αi圖應按下

，（6.1.4）

列規定取值人人文庫

：

1壩底動態分布系數α取為

1.0；

2當設計烈度為度度度時壩頂動態分布系數α

Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ，m

分別取和

3.0、2.52.0；

3當壩高H不大于時各高程動態分布系數按壩頂和

40m，

壩底的動態分布系數線性插值

；

·25·

4當壩高H大于時H高程的動態分布系數αi取

40m，0.6

α大于H高程的動態分布系數αi按H處

1.0+（m-1）/3，0.60.6

和壩頂的動態分布系數線性插值小于H高程的動態分布系

，0.6

數αi按H處和壩底的動態分布系數線性插值

0.6。

專用

圖土石壩壩體地震慣性力的動態分布系數示意圖

6.1.4

6.1.5采用擬靜力法計算地震作用效應并進行抗震穩定計算時

，

對級級土石壩宜通過動力試驗測定土體的動態抗剪強度

1、2，。

當動力試驗給出的動態強度高于相應的靜態強度時應取靜態強

，

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

，

按下列規定人人文庫進行

：

1按材料的非線性應力應變關系計算地震前的初始應力

-

狀態

；

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

、

等動力特性參數并宜結合工程類比選用

，；

3按材料的非線性動應力應變關系進行地震反應分析

-；

·26·

4根據地震作用效應計算沿潛在滑裂面的抗震穩定性并計

，

算由地震引起的壩體永久變形

；

5根據地震反應分析成果從穩定變形防滲體安全液化

，、、、

判別等方面按本標準第條要求進行抗震安全性綜合

，6.1.11

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和固結應力狀態有條件時宜采用室內試

。，

驗和現場測試相結合的方式確定土體的動力特性參數

。

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

條第條的規定確定

～7.1.14。

6.1.10采用計及條塊間作用力的條分法進行抗震穩定性計算

專用

時其結構系數不應小于采用不計條塊間作用力的條分法計

，1.2；

算時其結構系數不應小于

，1.1。

6.1.11根據動力計算結果進行抗震安全性綜合評價宜按下列

，

規定進行

：

1根據滑動面的位置深度范圍及穩定指標超限持續時間

、、

和程度等綜合評判壩坡的抗滑穩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律并

，

宜根據最大人人文庫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

。

6.2抗震措施

6.2.1強震區修建土石壩時宜采用直線或向上游彎曲的壩軸

，

線不宜采用向下游彎曲折線形或形的壩軸線

，、S。

·27·

6.2.2設計烈度為度度時宜選用堆石壩防滲體不宜采用

Ⅷ、Ⅸ，，

剛性心墻的形式選用均質壩時應設置內部排水系統降低浸

。，，

潤線

。

6.2.3強震區土石壩的安全超高應包括地震涌浪高度和地震沉

陷可按下列原則確定

，：

1根據設計烈度和壩前水深取地震涌浪高度為

，0.5m～

1.5m；

2設計烈度為度度度時安全超高應計入壩體和地

Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ，

基的地震沉陷

；

3對庫區內可能因地震引起的大體積崩塌和滑坡等形成的

涌浪應進行專門研究

，。

6.2.4設計烈度為度度時宜加寬壩頂放緩上部壩坡坡

Ⅷ、Ⅸ，，。

腳可采取鋪蓋或壓重措施上部壩坡可采用漿砌塊石護坡上部壩

，專用，

坡內可采用鋼筋土工合成材料或混凝土框架等加固措施

、。

6.2.5應加強土石壩防滲體特別是在地震中容易發生裂縫的壩

，

體頂部壩體與岸坡或混凝土等結構的連接部位防滲體與岸坡

、。

或混凝土結構的結合面不宜過陡坡角變化不宜過大不得有反坡

，，

和突然變坡應適當加厚防滲體及其上下游面反濾層和過渡層

；、。

6.2.6應選用抗震性能和滲透穩定性較好且級配良好的土石料

筑壩均勻的中砂細砂粉砂及粉土不宜作為強震區筑壩材料

。、、。

6.2.7對于黏性土的壓實功能和壓實度以及堆石的填筑干密度

或孔隙率應按現行行業標準碾壓式土石壩設計規范或

，《》SL274

碾壓式土石壩設計規范混凝土面板堆石壩設計規

《》DL/T5395、《

范人人文庫或混凝土面板堆石壩設計規范的有關規

》SL228《》DL/T5016

定執行設計烈度為度度時宜采用其規定范圍值的高限

。Ⅷ、Ⅸ，。

6.2.8對于無黏性土的壓實浸潤線以上材料的相對密度不應低

，

于浸潤線以下材料的相對密度不應低于對于砂礫料

0.75，0.80；，

當大于的粗粒料含量小于時應保證細料的相對密度

5mm50%，

滿足上述對無黏性土壓實的要求并應根據相對密度提出不同含

，

·28·

礫量的砂礫料壓實干密度作為填筑控制標準

。

6.2.9級級土石壩不宜在壩下埋設輸水管當必須在壩下

1、2。

埋管時宜采用鋼筋混凝土管或鑄鐵管且宜置于基巖槽內管頂

，，，

不宜高于壩底管外回填混凝土應做好管道連接處的防滲和止

，；

水管道的控制閘門應置于進水口或防滲體上游端管道出口和

，。

接頭處應做好反濾設計

。

6.2.10地震區土石壩存在可液化地層或軟黏土地基時宜按本

，

標準第條或第條的規定進行處理

4.2.74.2.9。

6.2.11對于混凝土面板堆石壩宜采用下列抗震工程措施

，：

1加大墊層區的厚度加強其與地基及岸坡的連接當岸坡

，；

較陡時延長墊層料與基巖接觸的長度并采用更細的墊層料

，，；

2在河床中部面板垂直縫內填塞瀝青浸漬木板或其他有一

定強度和柔性的填充材料

；專用

3增加河床中部面板上部的配筋率特別是順坡向的配

，

筋率

；

4分期面板水平施工縫垂直于面板并在施工縫上下一定范

，

圍內布置雙層鋼筋及箍筋

；

5采用變形性能好的止水結構并減少其對面板截面面積的

，

削減

；

6增加壩體堆石料的壓實密度特別重視地形突變處的壓實

，

質量

；

7壩體用軟巖砂礫石料填筑時宜設置內部排水區保證排

、，，

水通暢在下游壩坡一定區域內采用堆石填筑

，人人文庫。

·29·

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

，專用、

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法的剛體極限

，（K）

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

人人文庫。

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的重力壩的地震作用效應應采用動

70m，

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

，，

·30·

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

，

于和壩基面碾壓混凝土層面的抗滑穩定結構系數不應

1.30.7；、

小于或采用時程分析法進行進一步論證

0.65，。

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深層

，1.0，

抗滑穩定的結構系數不應小于或采用時程分析法進行綜合

1.4，

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

，專用

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條或

7.1.7

第條的規定時宜根據穩定指標超限的持續時間和程度綜

7.1.8，，

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

，，。

條規人人文庫定范圍內的重要重力壩宜進行動力模型試驗驗證應

3.0.6，。

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條的規定進行計算其

5.5.9，

中地震慣性力的動態分布系數αi應按下式確定

：

·31·

+hiH4

αi.（/）

=×1n4（）

14Gj7.1.11

+EhjH4

14j=G（/）

∑1E

式中n壩體計算質點總數

：———；

H壩高溢流壩應算至閘墩頂

———，；

hihj質點i的高度

、———、j；

GEj質點的重力作用標準值

———j；

G大壩總重力作用標準值

E———。

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

：

Ph=aξψhρH

w（）h（）w0（7.1.12-1）

式中Ph作用在直立迎水壩面水深h處的地震動水壓力

：w（）———

代表值

；專用

h水深h處的地震動水壓力分布系數應按表

ψ（）———，

的規定取值

7.1.12；

ρ水體質量密度標準值

w———；

H水深

0———。

單位寬度壩面的總地震動水壓力作用在水面以下H

0.540

處其代表值應按下式計算

，：

F=.aξρH2

0065hw0（7.1.12-2）

表7.1.12重力壩動水壓力分布系數

hHhhHh

/0ψ（）/0ψ（）

0.0人人文庫0.000.60.76

0.10.430.70.75

0.20.580.80.71

0.30.680.90.68

0.40.741.00.67

0.50.76——

·32·

7.1.13與水平面夾角為θ的傾斜迎水壩面按本標準公式

，

計算出的動水壓力代表值應乘以折減系數

（7.1.12-1）：

η=θ

c/90（7.1.13）

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

：

mh=7ρHh

w（）w0（7.1.14）

8

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

，

分別不小于和抗滑穩定的結構系數應不小于

2.82.1，專用2.7。

7.2抗震措施

7.2.1重力壩布置時壩軸線宜取直線避免采用折線型壩軸線

，，。

7.2.2重力壩的體型應簡單壩坡避免突變頂部折坡宜取弧形

，，。

壩頂不宜過于偏向上游宜減輕壩體上部重量增大剛度并應提

。、，

高上部混凝土強度等級或適當配筋

。

7.2.3壩頂宜采用輕型簡單整體性好的附屬結構應力求降低

、、，

高度不宜設高聳的塔式結構宜加強溢流壩段頂部交通橋的連

，，

接并宜增加閘墩側向剛度

，。

7.2.4地基中的斷層破碎帶軟弱夾層等薄弱部位應采取工程

、、

處理措施人人文庫并宜提高底部混凝土等級在上游壩踵部位可鋪設黏土

，，

鋪蓋

。

7.2.5重力壩壩體的斷面沿壩軸線方向分布有突變或縱向地

，

形地質條件突變的部位應設置橫縫宜選用變形能力大的接縫

、，，

止水型式及材料

。

7.2.6對工程抗震設防類別為甲類的重力壩當設計地震動峰值

，

·33·

加速度大于g時各壩段橫縫間宜設置鍵槽或采取灌漿措施

0.2，，

加強大壩整體性應加強橫縫止水設計選用變形能力大的接縫

。，

止水型式及止水材料

。

7.2.7重力壩孔口周邊溢流壩閘墩與堰面交接部位等抗震薄弱

、

部位應加強配筋

。

專用

人人文庫

·34·

8拱壩

8.1抗震計算

8.1.1拱壩抗震計算應包括設計地震作用下的壩體強度和拱座

穩定分析對于進行在最大可信地震作用下抗震計算的拱壩尚

。，

應進行壩體和地基系統的變形分析

。

8.1.2在設計地震作用下拱壩強度安全應在以動靜力的拱梁

，、

分載法進行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拱壩在進行有限元法

，，，

分析時應考慮材料等非線性影響

。專用

8.1.3拱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度

，、Ⅷ

及以上或壩高大于的拱壩的地震作用效應應采用動力法

70m

計算

。

8.1.4在設計地震作用下拱壩的動力分析方法應采用振型分解

，

法對于工程抗震設防類別為甲類的拱壩應增加非線性有限元法

，，

的計算評價

。

8.1.5拱壩壩面法向附加質量可按本標準公式計算值

（7.1.14）

的取值其中H為計算截面的水深采用擬靜力法分析時

1/2，0。，

水平向地震動水壓力應將壩面附加質量乘以本標準第條

人人文庫8.1.13

規定的動態分布系數αi和地震作用的效應折減系數

ξ。

8.1.6在設計地震作用下采用動力法驗算拱壩壩體強度時其抗

，

壓抗拉強度結構系數應分別不小于和

、1.30.7。

8.1.7在設計地震作用下拱座穩定分析應按剛體極限平衡法中

，

的抗剪斷公式計算對于工程抗震設防類別為甲類的拱壩尚應

。，

按照本標準第條的要求進行拱壩地基系統的整體穩定安

8.1.11

·35·

全性評價

。

8.1.8在設計地震作用下拱壩拱座包括重力墩穩定的抗震計

，（）

算可按下列各項規定并符合本標準第條和第條的

8.1.98.1.10

規定進行也可采用多種方法進行對比后綜合評定

，。

1在確定可能滑動的巖塊后按壩體靜動力計算的最不利

，、

組合成果確定拱端的最大推力及方向

。

2在確定可能滑動巖塊本身的地震慣性力代表值時應按本

，

標準公式計算式中αi值取為當拱端推力的最大值

（5.5.9），1.0。

采用動力法確定時巖塊地震慣性力的作用效應折減系數應取

，ξ

為并假定巖塊的地震慣性力代表值和拱端推力最大值的發

1.0，

生時刻相同計算巖塊地震慣性力時地震作用的基巖峰值加速

。，

度各分量的最大值應分別按下列情況進行遇合

：

1當地震加速度橫河向分量取設計值時其順河向分量和

）專用，

豎向分量均取設計值的

1/2；

2當地震加速度順河向分量取設計值時其橫河向分量和

），

豎向分量均取設計值的

1/2；

3當地震加速度豎向分量取設計值時其順河向分量和橫

），

河向分量均取設計值的

1/2。

3根據可能滑動巖塊的幾何特性選擇不隨時間改變的最不

，

利滑動模式

。

4不計地震作用下巖體內滲透壓力變化的影響

。

8.1.9在設計地震作用下采用動力法驗算拱座巖體穩定時巖體

，

抗剪斷參數應取靜態均值其分項系數應取為抗滑穩定的結

，1.0，

構系數不應人人文庫小于或可采用時程分析法對拱座潛在滑動巖塊

1.4；

的抗震穩定性進行綜合分析評判

。

8.1.10采用時程分析法對拱座潛在滑動巖塊的抗震穩定性進行

綜合分析評判時應按下列步驟進行

，：

1在設計地震動三個分量作用下采用時程分析法計算拱端

，

靜動綜合的合力時程并與不計動力放大效應的巖體慣性力時程

、，

·36·

一并作用于潛在滑動巖塊

；

2在每一時間步長內按剛體極限平衡法計算拱座巖體穩定

，

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以

，，

該時程中結構系數的最小值評價拱座抗震穩定性

。

3當結構系數時程中的最小值不滿足本標準第條的

8.1.9

規定時宜根據穩定指標超限的持續時間和程度綜合評判拱座潛

，，

在滑動巖塊的抗滑穩定性及其對大壩整體安全性的影響

。

8.1.11對于工程抗震設防類別為甲類的拱壩應采用非線性數

，

值計算分析評價拱壩與地基整體系統在設計地震作用下的整體穩

定安全性對于進行最大可信地震作用設防的重要拱壩尚應進

。，

行在最大可信地震作用下的整體穩定安全性分析計算分析中

。，

應計入壩體橫縫以及構成壩基內控制性滑裂面的接觸非線性近

、

域地基巖體中主要軟弱帶的材料非線性以及遠域地基的輻射阻

，專用

尼效應的影響對屬于本標準第條規定范圍內的重要拱

。3.0.6

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

，。，

結合工程類比按不發生庫水失控下泄的災變的設防要求進行綜

，

合評價

。

8.1.12采用本標準第條的規定進行大壩抗震分析及評

8.1.11

價時可采用壩體或基巖典型部位的變形隨地震作用加大而變化

，

的曲線上出現拐點作為大壩地基系統整體安全度的評價指標以

，

此時的地震加速度值與設計地震加速度的比值作為大壩不發生庫

水失控下泄的災變的安全裕度

。

8.1.13采用擬靜力法計算拱壩地震作用效應時各層拱圈

，

各質點的人人文庫水平向地震慣性力沿法向作用其代表值應根據本標

，

準第條的規定進行計算其中動態分布系數壩頂取為

5.5.9，

最低建基面取為沿高程方向線性內插沿拱圈均勻

3.0，1.0，，

分布

。

8.1.14采用擬靜力法對拱壩壩體強度和拱座穩定進行抗震計算

時結構系數應符合本標準第條的規定

，7.1.15。

·37·

8.2抗震措施

8.2.1應合理選擇壩體體形改善拱座推力方向減小在地震作

，，

用下壩體中上部及接近壩基部分的拉應力區雙曲拱壩宜校核向

。

上游的倒懸度其頂部拱冠部宜增加向下游的倒懸度

，。

8.2.2應加強拱壩兩岸壩頭岸坡的抗震穩定性避免兩岸巖性和

，

巖體結構相差太大或坐落在比較單薄的山頭上對地基內軟弱部

。

位可采用灌漿混凝土塞局部錨固支護等措施加固應嚴格保

、、、。

證頂部拱座與岸坡接觸面的施工質量可采取加厚拱座深嵌錨固

，、

等措施應做好壩基壩肩防滲帷幕和排水措施力求降低巖體內

。、，

滲透壓力并避免壓力隧洞離壩肩過近

，。

8.2.3應加強壩體分縫的構造設計尤其是分縫的止水灌漿溫

，、

度控制及鍵槽設計采用的止水片的形狀及材料應能適應地震時

，專用

接縫多次反復開合的特點當計算表明地震作用下壩段間橫縫變

。

形過大危及縫間止水結構安全時宜研究采取壩體頂部布設減振

，

阻尼器壩體上部布設跨縫鋼筋等抗震措施

、。

8.2.4對拱壩壩面拉應力較大部位特別是下游面中部受拉區

，，

可采取提高壩體局部混凝土等級布置壩面抗震鋼筋減輕頂部重

、、

量并加強其剛度等措施在上游壩踵部位可鋪設黏土鋪蓋

。。

8.2.5壩頂宜采用輕型簡單整體性好的附屬結構并減小其突

、、，

出于壩體的尺寸各溢流壩段的閘墩間宜增設能傳遞拱向推力的

。

結構應加強頂部交通橋等結構的連接部位采取防止受震脫落的

，，

措施

。人人文庫

·38·

9水閘

9.1抗震計算

9.1.1水閘的抗震計算應包括抗震穩定和結構強度驗算對

。

閘室和兩岸連接建筑物及其地基應進行抗震穩定計算對各部

，；

位的結構構件應進行抗震強度計算對水閘結構中的非結構

，。

構件附屬機電設備及其與結構主體的連接件應進行抗震

、，

設計

。

9.1.2水閘地震作用效應的計算可采用動力法或擬靜力法設

。

計烈度為度度的級級水閘或地基為可液化土的級

Ⅷ、Ⅸ1、2專用1、2

級水閘應采用動力法進行抗震計算

，。

9.1.3采用擬靜力法計算水閘的地震作用效應時各質點水平

，

向地震慣性力代表值應根據本標準第條的規定進行計

5.5.9

算其中地震慣性力的動態分布系數αi圖應按下列規

，（