2005年6月15日我院工程抗震研究中心承担的国家电力公司重点科技攻关项目 “小湾拱坝超设计概率水平的地震作用及极限抗震性能的试验和分析研究”在北京通过项目验收。本项目为原国家电力公司重点科技攻关项目“小湾高拱坝结构与工程措施深化研究”专题的一个子题。参会专家有中国水电顾问集团王柏乐设计大师、中国水科院朱伯芳院士、大连理工大学林皋院士、水电八局谭靖夷院士、澜沧江公司艾永平总工程师、李瓒教高、昆明院邹丽春副院长、傅树红高级顾问、喻建清设总等12人，验收专家组由王柏乐设计大师任组长，澜沧江公司总工程师艾永平和昆明院高级顾问傅树红任副组长。

    本研究项目通过数值分析和振动台试验，对小湾拱坝在超设计概率水平地震作用下的响应以及起裂地震动水平、坝体抗震薄弱部位及拱坝抗震超载能力进行了研究。主要研究成果为：

    1． 按合同要求对小湾工程潜在震源区划分及其参数选取，小湾坝址设计地震动峰值加速度等进行了复核。

    2． 针对一致概率反应谱存在的问题，建议了与按地震危险性概率分析给出的、与设防概率水平的地震动峰值加速度相配套的、基于设定地震概念的、确定场地相关设计地震动反应谱的工程实用方法。推荐了小湾工程中与设防概率水平为P600=0.1和 P100=0.01相应的设计地震动反应谱。

    3． 采用第四代地震动参数区划的潜在震源区综合方案和参数，引用美国西部地震动衰减公式，给出了按有效峰值加速度EPA复核后的、小湾工程相应于设防概率水平为P600=0.1、 P100=0.01和最大可信地震的设计地震动峰值加速度和相应的设计地震动反应谱。

    4. 提出了对拱坝体系整体抗震稳定安全评价的新概念和相应的方法，把坝体和地基作为一个体系，同时考虑了在地震作用过程中两者的动态响应及其相互之间的动态变形耦合；坝体内的横缝、坝肩可能滑动岩体的边界、坝体和地基交接面等处接缝的局部开合和滑移。并以强震时坝体位移反应发生突变作为判断拱坝体系整体失稳的准则。

    5. 按提出的拱坝体系整体抗震稳定安全评价的方法，定量给出了不同设防概率水平P600=0.1、P100=0.01以及最大可信地震作用下的抗震超载安全度。并提出了小湾拱坝工程抗震措施的建议。

    6. 针对小湾拱坝动力模型特点研制了模型坝体材料，满足弹性模量、质量密度及抗拉强度相似率要求；模拟了坝肩部分可能滑动块体及构造面的力学特征；开发了模拟滑裂面上渗压作用的气动装置；采用阻尼边界模拟无限地基振动能量的逸散。采用激光无接触测量及高速摄像等方法观测坝体损伤。

    7. 试验结果反映模拟条件下小湾拱坝在设计水平及超设计水平地震作用下的动力响应、开裂发生及开裂发展等破坏过程，为评价小湾拱坝的地震超载潜力提供了重要依据。

    研究工作完成了合同规定的要求，资料完整、内容翔实，结论可信，具有创造性，其成果为小湾拱坝工程抗震设计提供了依据，对其他高拱坝抗震设计也具有参考价值。