張 宇，馮 新，齊晗兵，范 哲

（1. 東北石油大學(xué) 土木建筑工程學(xué)院，黑龍江 大慶 163318；2. 大連理工大學(xué) 海岸和近海工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 大連 116024；3.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院，北京 100038）

1 研究背景

我國(guó)常在崇山峻嶺間建設(shè)高拱壩，這些地方往往是地震活躍地帶，拱壩的抗震安全顯得尤為重要。在地震發(fā)生時(shí)，水庫(kù)常處于蓄水狀態(tài)，庫(kù)水與壩體的相互作用直接影響拱壩的損傷破壞機(jī)理，成為拱壩抗震安全問題中的研究熱點(diǎn)之一。Westergaard[1]開創(chuàng)性地提出附加質(zhì)量方法研究動(dòng)水壓力以后，很多科研工作者對(duì)此問題進(jìn)行了廣泛研究，取得了許多重要成果。這些研究成果在實(shí)際運(yùn)用中存在一些假定和限制條件，因此有必要從物模試驗(yàn)的角度出發(fā)，更加直觀地探究庫(kù)水的存在對(duì)拱壩極限承載能力和失效模式的影響。

Westergaard附加質(zhì)量模型包含剛性壩體、庫(kù)水是無黏的不可壓縮水體、庫(kù)區(qū)為矩形形狀等假設(shè)，概念明確、使用簡(jiǎn)便且計(jì)算結(jié)果偏于安全，現(xiàn)行的《水電工程水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（NB35047-2015）推薦此法計(jì)算動(dòng)水壓力。許多科研工作者針對(duì)附加質(zhì)量模型限制條件開展研究。潘家錚[2]計(jì)算求得楔形重力壩動(dòng)水壓力的解析解。Chopra[3]研究了水庫(kù)長(zhǎng)度對(duì)壩面動(dòng)水壓力的影響，并從理論上證明了不應(yīng)忽略較大豎向地震動(dòng)。Millán等[4]利用邊界元法分析了庫(kù)水域形狀、庫(kù)水壓縮性等影響因素對(duì)大壩動(dòng)力響應(yīng)的影響。上述研究都假定壩體為剛性，實(shí)際地震過程中，壩體會(huì)因?yàn)榈孛婧蜕襟w運(yùn)動(dòng)以及動(dòng)水壓力的影響而產(chǎn)生變形，這種變形又影響了庫(kù)水的邊界條件，整個(gè)過程體現(xiàn)了強(qiáng)烈的流固耦合現(xiàn)象。因此，考慮壩體-庫(kù)水相互作用能夠更真實(shí)地反映壩面動(dòng)水壓力的影響。Clough[5]用有限元方法離散庫(kù)水，將Westergaard公式適用范圍推廣到拱壩三維問題。

很多學(xué)者采用數(shù)值方法研究研究壩庫(kù)動(dòng)力響應(yīng)問題。許賀等[6]利用比例邊界有限元模擬壩前可壓縮庫(kù)水，發(fā)展了壩庫(kù)動(dòng)力耦合彈塑性分析方法?？讘椌┑萚7]采用比例邊界有限元，通過壩庫(kù)三維模型，建立了不同方向地震作用時(shí)動(dòng)水壓力與壩應(yīng)力分布的聯(lián)系。杜修力等[8]利用時(shí)域顯式分析法并考慮庫(kù)水的可壓縮性來計(jì)算壩庫(kù)相互作用，發(fā)現(xiàn)附加質(zhì)量模型明顯增加了結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)。Du等[9]通過分析動(dòng)水壓力和淤砂層，指出淤砂層對(duì)某些頻率的壩面動(dòng)水壓力有放大作用。Lin等[10]通過比例邊界有限元方法研究壩庫(kù)相互作用。王俊等[11]利用流體單元與固體單元研究壩庫(kù)耦合系統(tǒng)在強(qiáng)震下對(duì)重力壩應(yīng)力分布及損傷的影響，指出附加質(zhì)量模型對(duì)結(jié)構(gòu)損傷有放大作用，流固耦合模型更接近現(xiàn)實(shí)情況。盡管壩體-庫(kù)水相互作用問題的研究已有多年，但還沒有一種被廣泛認(rèn)可的計(jì)算模型包含了庫(kù)水壓縮性、水庫(kù)形狀和流域面積、淤砂層、地基等諸多重要因素。在實(shí)際拱壩工程的抗震設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員通常仍利用折減的Westergaard附加質(zhì)量考慮動(dòng)水壓力，折減系數(shù)選取因人而異。

振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)?zāi)軌蛴行У仳?yàn)證和補(bǔ)充數(shù)值研究結(jié)果。宮必寧[12]利用礬土、水泥和鐵粉等材料澆筑重力壩模型，利用振動(dòng)臺(tái)分別施加了人造地震波、實(shí)測(cè)地震波以及簡(jiǎn)諧波，分析了壩體不同高程的動(dòng)水壓力和加速度，指出動(dòng)水壓力對(duì)于壩體結(jié)構(gòu)低階頻率作用較大，規(guī)范規(guī)定的動(dòng)水壓力過于保守，庫(kù)水域長(zhǎng)度大于三倍壩高時(shí)系統(tǒng)反應(yīng)趨于穩(wěn)定。李德玉等[13]利用振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究重力壩動(dòng)力特性與庫(kù)水作用的關(guān)系，并將試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值結(jié)果進(jìn)行比較，指出有限元附加質(zhì)量模型比Wester?gaard模型能更好的模擬壩庫(kù)相互作用。王銘明等[14]開展了重力壩-庫(kù)水系統(tǒng)振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)，將研究結(jié)果與數(shù)值結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，指出基于歐拉公式的流固耦合有限元模型與試驗(yàn)結(jié)果相近，并給出了沿壩高程的動(dòng)態(tài)效應(yīng)分布系數(shù)。與重力壩相比，有關(guān)拱壩壩庫(kù)相互作用的振動(dòng)臺(tái)研究較少，中國(guó)水利水電科學(xué)研究院部分學(xué)者在此開展了試驗(yàn)攻關(guān)，取得了卓有成效的成果。陳厚群等[15]考慮了水庫(kù)淤沙，研究了可壓縮庫(kù)水的共振效應(yīng)，并通過白山拱壩比較了流固耦合模型與Westergaard模型的優(yōu)劣。Wang等[16]通過黏滯液體模擬邊界切向阻尼，并通過數(shù)值方法論證法向邊界阻尼影響較小，阻尼邊界的精確模擬使得振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)考慮因素更加全面。李德玉等[17]對(duì)壩體-庫(kù)水-地基相互作用進(jìn)行科學(xué)攻關(guān)，同時(shí)考慮了阻尼邊界以及縫的非線性響應(yīng)，多種技術(shù)的聯(lián)合運(yùn)用為評(píng)價(jià)拱壩抗震安全提供了更多研究途徑。以上科研成果增進(jìn)了對(duì)壩庫(kù)相互作用的理解，但均放松了模型相似關(guān)系的要求，特別在壩體模型材料進(jìn)入破壞階段。

本文拱壩-庫(kù)水振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)是在前期空庫(kù)模型研究基礎(chǔ)上開展的。在文獻(xiàn)[18]中，筆者利用考慮材料率相關(guān)性的脆性模型材料制作高壩模型，使得材料進(jìn)入破壞階段仍可近似滿足彈性力-重力相似律；橫縫的模擬考慮鍵槽的影響，誘導(dǎo)縫的模擬滿足裂紋尖端開裂相似條件；利用壓電傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)拱壩內(nèi)部損傷的產(chǎn)生與發(fā)展，同時(shí)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵位置的動(dòng)態(tài)應(yīng)力；綜合運(yùn)用以上試驗(yàn)技術(shù)探究空庫(kù)情況下拱壩地震失效模式。本文試驗(yàn)在綜合考慮試驗(yàn)成本及可操作性情況下，以天然水模擬庫(kù)水，并對(duì)模型壩體進(jìn)行防水處理，將振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)結(jié)果與空庫(kù)模型試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，建立拱壩-庫(kù)水相互作用與地震破壞機(jī)理的內(nèi)在聯(lián)系，以期為高拱壩的抗震設(shè)計(jì)提供參考。

2 振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)描述

2.1 試驗(yàn)背景沙牌拱壩坐落于四川省汶川縣境內(nèi)，是岷江支流重要樞紐工程，壩址距汶川縣城約47 km，距成都約136 km。該拱壩為三心圓單曲拱壩，拱冠附近布置兩條誘導(dǎo)縫，壩肩位置各布置一條橫縫。拱壩高132 m，壩頂高程為1867.5 m，水庫(kù)正常蓄水位以及校核洪水位均為1866.0 m，死水位1825.0 m。頂拱軸線全長(zhǎng)257.92 m，最大壩高為132.0 m，頂拱厚度9.5 m，弧高比2.13，厚高比0.238，最大中心角92.48°。該壩分別經(jīng)受了2008年的汶川強(qiáng)震以及2013年的蘆山強(qiáng)震考驗(yàn)，本文以沙牌為例進(jìn)行拱壩壩體-庫(kù)水相互作用研究。

2.2 模型設(shè)計(jì)本文模型試驗(yàn)選擇林皋等[19]提出的彈性力-重力相似律進(jìn)行模型設(shè)計(jì)，拱壩模型系統(tǒng)包括兩岸山體、基礎(chǔ)、壩體和水庫(kù)。動(dòng)力模型試驗(yàn)在大連理工大學(xué)工程抗震研究所的水下振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)開展，該系統(tǒng)工作平臺(tái)尺寸3 m×3 m，模型比尺選為118.86。通過前期材料試驗(yàn)探索，配制了一種脆性好、低彈性模量、低強(qiáng)度、高密度、易于加工和脫模的模型材料[20]，壩體材料密度比尺和彈性模量比尺分別為0.76和85.23。拱壩模型結(jié)構(gòu)縫的模擬方法參見文獻(xiàn)[18]，橫縫考慮了梯形鍵槽的影響，誘導(dǎo)縫的模擬基于斷裂力學(xué)理論。根據(jù)相似律要求，原模型庫(kù)水密度比值與原模型材料密度比值一致，然而現(xiàn)實(shí)中很難找到滿足此要求的液體，故本文試驗(yàn)利用天然水模擬庫(kù)水液體，原模型庫(kù)水密度比尺為1.0。圖1為拱壩模型澆筑完成后未加庫(kù)水的沙牌拱壩模型，此時(shí)傳感器已布設(shè)完畢，上游水池長(zhǎng)度為壩高2.5倍。由于拱壩模型材料不能防水，模型內(nèi)置的傳感器也沒有進(jìn)行防水處理，所以需要采取一定防水措施。試驗(yàn)前利用厚度0.2 mm的防水塑料制成特制形狀對(duì)壩體上游面進(jìn)行防水處理，在壩體下游兩岸山體上用擋板對(duì)模型下游壩體進(jìn)行隔水處理，兩岸山體和模型基礎(chǔ)用改性瀝青涂抹防水。圖2為防水處理完成后，注入庫(kù)水的模型試驗(yàn)圖。

圖1 試驗(yàn)前未加庫(kù)水的拱壩模型

圖2 加庫(kù)水的拱壩試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

2.3 模型內(nèi)部應(yīng)力監(jiān)測(cè)與損傷監(jiān)測(cè)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)為有水試驗(yàn)，這給拱壩上游面布置傳感器以及觀察宏觀裂紋帶來不便。本文試驗(yàn)利用壓電傳感器壓電效應(yīng)進(jìn)行模型內(nèi)部動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測(cè)，并監(jiān)測(cè)拱壩內(nèi)部由于裂紋產(chǎn)生與發(fā)展造成的損傷。由于模型材料力學(xué)性能（如強(qiáng)度、彈性模量）與混凝土材料差異較大，在振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)前需要摸索出特定的模型損傷監(jiān)測(cè)技術(shù)，如信號(hào)頻率和類型、傳感器的有效監(jiān)測(cè)距離、信號(hào)處理與分析方法。

在一個(gè)長(zhǎng)度為1200 mm，截面尺寸為的150 mm×150 mm的梁上開展損傷監(jiān)測(cè)探索試驗(yàn)，如圖3所示。4個(gè)傳感器間隔300 mm，布置在梁中軸線位置，并利用細(xì)尼龍線固定。在位置1和位置2處依次切割，深度分別為20、40、60和80 mm，用以模擬不同程度的裂紋。一個(gè)傳感器作為信號(hào)發(fā)射器，其余傳感器為接收端，在多個(gè)工況下開展試驗(yàn)研究。通過函數(shù)發(fā)生器生成1000 Hz至5000 Hz的掃頻電壓信號(hào)，功率放大器將生成的信號(hào)幅度放大到90 V，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，采樣頻率為100 kHz。通過不同傳感器接收同一信號(hào)的時(shí)差，估算出在模型材料中波傳播速度為360 m/s，比在混凝土中波傳播速度（約3500 m/s）要慢得多，模型材料更易吸收應(yīng)力波的能量，信號(hào)隨距離衰減情況不能忽略。根據(jù)摸索試驗(yàn)不同工況的試驗(yàn)結(jié)果，再通過快速傅里葉變換得到損傷監(jiān)測(cè)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)傳感器間直線監(jiān)測(cè)距離在不超過600 mm時(shí)，模型材料內(nèi)部損傷的監(jiān)測(cè)結(jié)果有效性是能夠保證的。

為定量描述兩傳感器間模型材料的損傷程度，定義損傷指數(shù)如下式所示：

式中：Di為工況i時(shí)的損傷指數(shù)；s0(x)為初始狀態(tài)下接收到的傅里葉變換后的信號(hào)；si(x)為不同振動(dòng)臺(tái)工況i后接收到的傅里葉變換信號(hào)；x為1000 Hz至5000 Hz區(qū)間信號(hào)頻率。

需要說明的是，這種損傷監(jiān)測(cè)方法不能確定具體坐標(biāo)位置的損傷，只能監(jiān)測(cè)某一區(qū)域（傳感器之間）的損傷程度。

圖3 損傷監(jiān)測(cè)探索試驗(yàn)

圖4 埋置于模型內(nèi)部的分布式傳感器（單位：mm）

表1 拱壩模型內(nèi)部損傷監(jiān)測(cè)路徑

2.4 振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)工況將9個(gè)壓電傳感器布置在模型頂拱中軸線位置，5個(gè)壓電傳感器布置在模型拱冠梁中軸線位置，如圖4所示。其中，橫縫位置處由于存在連續(xù)隔板不能進(jìn)行損傷監(jiān)測(cè)，誘導(dǎo)縫處隔板是間斷的，可以開展損傷監(jiān)測(cè)。振動(dòng)臺(tái)最高工作頻率為50 Hz，選擇與模型基頻相對(duì)應(yīng)的諧波激勵(lì)加載，增加試驗(yàn)可靠性。振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)逐次進(jìn)行0.05g、0.1g、0.15g、0.2g、0.25g、0.3g和0.4g共7種水平正弦波激發(fā)，每次激發(fā)前后均開展模型內(nèi)部損傷監(jiān)測(cè)，并通過微幅白噪聲確定下一次加載頻率。拱壩模型共10條監(jiān)測(cè)路徑，如表1所示，通過分析模型內(nèi)部應(yīng)力和損傷指數(shù)來探究結(jié)構(gòu)強(qiáng)震破壞機(jī)理。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 模型基頻與動(dòng)態(tài)應(yīng)力分布通過布置在模型拱冠梁上部的加速度傳感器測(cè)得拱壩滿庫(kù)模型基頻為19.80 Hz，相應(yīng)的文獻(xiàn)[18]中拱壩空庫(kù)模型基頻為23.60 Hz，表明庫(kù)水的存在使得拱壩系統(tǒng)基頻減小。拱壩模型拱冠梁動(dòng)態(tài)應(yīng)力最大值分布情況如圖5所示。從圖5中可知，工況1至工況2時(shí)，拱冠梁的動(dòng)態(tài)拉應(yīng)力與動(dòng)態(tài)壓應(yīng)力基本上呈對(duì)稱分布，且工況2較工況1時(shí)各高程處應(yīng)力均按比例增加，說明前兩個(gè)工況時(shí)，拱冠梁受力體系沒有發(fā)生大的改變。工況3時(shí)，下部高程的壓應(yīng)力不增反降，而此工況的各高程處拉應(yīng)力依舊增大，說明此時(shí)拱冠梁梁向應(yīng)力傳導(dǎo)途徑開始遭到破壞，在上游庫(kù)水?dāng)D壓和其它荷載聯(lián)合作用下產(chǎn)生了損傷。工況4時(shí)，拱冠梁頂拱處的動(dòng)態(tài)應(yīng)力明顯減小，此處已發(fā)生較大損傷，應(yīng)力得以釋放。工況5以后，各高程處應(yīng)力變化規(guī)律無章可循，拱冠梁破壞較嚴(yán)重。

圖5 拱冠梁動(dòng)態(tài)應(yīng)力最大值分布

模型頂拱拱向動(dòng)態(tài)拉應(yīng)力最大值分布情況如圖6所示。從圖6中可知，在整個(gè)加載過程中，拱冠處動(dòng)態(tài)拉應(yīng)力較大，向壩肩逐漸減小，其中靠近壩肩的橫縫附近動(dòng)態(tài)拉應(yīng)力最小，說明橫縫的存在有效地釋放了壩肩拱向應(yīng)力，保護(hù)壩體。與工況2相比，工況3時(shí)拱冠處的拉應(yīng)力略有減少，說明此時(shí)頂拱已有損傷出現(xiàn)。工況4時(shí)，拱冠處拉應(yīng)力下降明顯，說明此時(shí)拱向拉應(yīng)力傳導(dǎo)途徑遭到嚴(yán)重破壞，特別是拱冠右側(cè)接近誘導(dǎo)縫的位置應(yīng)力下降特別明顯，拱冠發(fā)生了較大破壞，拱向拉應(yīng)力得以釋放。工況5以后，拱冠附近拉應(yīng)力變化無明顯規(guī)律，說明此后拱冠處又出現(xiàn)了多處損傷。

將此次模型試驗(yàn)結(jié)果與文獻(xiàn)[18]無庫(kù)水試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，選取兩次試驗(yàn)0.05g正弦波激發(fā)時(shí)（此級(jí)加載拱壩沒有發(fā)生損傷）的頂拱拱向拉應(yīng)力分析，如圖7所示。從圖7中可知，相比于無庫(kù)水情況，由于庫(kù)水對(duì)拱壩上游面的擠壓作用，使得拱冠附近的應(yīng)力明顯降低，頂拱拱向應(yīng)力分布更均勻，受力更加合理。兩次試驗(yàn)壩肩附近的應(yīng)力分布基本一致，庫(kù)水的存在對(duì)此影響較小。

圖6 頂拱拱向動(dòng)態(tài)拉應(yīng)力最大值分布

圖7 0.05g正弦波激發(fā)時(shí)頂拱拱向拉應(yīng)力對(duì)比

3.2 模型損傷監(jiān)測(cè)為了更加直觀的表現(xiàn)拱壩模型在整個(gè)試驗(yàn)過程中內(nèi)部損傷發(fā)展情況，將損傷指數(shù)劃分成4個(gè)等級(jí)，每個(gè)等級(jí)對(duì)應(yīng)不同顏色，具體損傷等級(jí)劃分如表2所示，拱壩模型不同監(jiān)測(cè)路徑損傷發(fā)展過程如圖8所示。

表2 損傷水平與損傷指數(shù)關(guān)系

從圖8中可知，考慮動(dòng)水壓力影響下，工況2之前，拱壩模型關(guān)鍵路徑上并沒有監(jiān)測(cè)到明顯的損傷。其原型沙牌拱壩在有庫(kù)水情況下經(jīng)受住了汶川地震的考驗(yàn)，試驗(yàn)和實(shí)際情況均表明沙牌拱壩的體型設(shè)計(jì)和分縫處理是科學(xué)的。強(qiáng)震時(shí)，壩肩常常是拱壩結(jié)構(gòu)應(yīng)力較集中部位，此次振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)全過程壩肩位置均未出現(xiàn)損傷，說明壩肩附近設(shè)置橫縫的必要性。工況3時(shí)，拱向與梁向幾乎同時(shí)破壞，拱冠梁上部以及頂拱拱冠處均監(jiān)測(cè)到輕微損傷。與文獻(xiàn)[18]無庫(kù)水試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn)，由于庫(kù)水的擠壓作用，使得拱壩頂拱的破壞并沒有明顯早于拱冠梁的破壞，更加充分發(fā)揮了拱結(jié)構(gòu)抗壓的受力特點(diǎn)。工況4時(shí)，模型在頂拱拱冠右側(cè)誘導(dǎo)縫出現(xiàn)了肉眼可見的宏觀裂紋。工況4及以后，頂拱拱冠處以及拱冠梁位置均發(fā)生了中等或嚴(yán)重?fù)p傷，拱冠附近設(shè)置的誘導(dǎo)縫能有效引導(dǎo)損傷開裂發(fā)展方向，便于震后拱壩修復(fù)。從拱冠梁監(jiān)測(cè)到的損傷情況以及動(dòng)應(yīng)力情況，建議在拱冠附近兩誘導(dǎo)縫之間設(shè)置若干縱縫，以便拱冠梁發(fā)生損傷破壞時(shí)引導(dǎo)損傷開裂發(fā)展方向，設(shè)縫數(shù)量和具體位置可通過模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬結(jié)果確定。

圖8 拱壩模型損傷發(fā)展過程

拱壩模型下游面頂拱損傷破壞情況如圖9所示。從圖9中可知，試驗(yàn)全部工況完成后，設(shè)縫處均發(fā)生張開錯(cuò)動(dòng)現(xiàn)象，頂拱位置破壞嚴(yán)重，使得布置在頂拱附近的多處傳感器掉落或無法正常采集信息，模型局部甚至發(fā)生坍塌。需要說明的是，由于振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)采用與模型基頻對(duì)應(yīng)的諧波加載，拱壩模型在縫開裂后形成若干較大塊體，后期加載過程中塊體間持續(xù)不斷發(fā)生碰撞、擠壓，導(dǎo)致縫間壩體損傷。諧波加載方式與地震波加載方式相比，試驗(yàn)結(jié)果夸大了拱壩地震損傷破壞程度。

4 結(jié)論

在振動(dòng)臺(tái)上開展了考慮拱壩-庫(kù)水相互作用的振動(dòng)臺(tái)破壞試驗(yàn)研究，分析了拱壩強(qiáng)震破壞過程以及壩庫(kù)相互作用對(duì)拱壩破壞機(jī)理的影響，得到以下結(jié)論：（1）利用振動(dòng)臺(tái)破壞試驗(yàn)的方法來研究壩庫(kù)相互作用，初步揭示其強(qiáng)震破壞過程。試驗(yàn)結(jié)果與不考慮庫(kù)水的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，為研究庫(kù)水的存在對(duì)拱壩地震超載能力和失效模式的影響提供了試驗(yàn)依據(jù)。（2）綜合本次試驗(yàn)結(jié)果和未考慮庫(kù)水的研究結(jié)果可知，庫(kù)水的預(yù)壓作用主要發(fā)生在地震前期或者較低荷載激勵(lì)情況下，此時(shí)拱結(jié)構(gòu)能夠充分發(fā)揮抗壓作用，拱向應(yīng)力分布更均勻，使得頂拱與拱冠梁更加趨于同時(shí)破壞。若以拱壩出現(xiàn)第一條裂紋時(shí)對(duì)應(yīng)的加速度定義拱壩的極限承載能力，本次試驗(yàn)表明庫(kù)水的存在沒有降低高壩的極限承載能力。（3）本次試驗(yàn)原模型庫(kù)水密度比值與原模型材料密度比值不一致，不能嚴(yán)格滿足相似率要求。相關(guān)數(shù)值分析表明，此種庫(kù)水模擬方法對(duì)壩體結(jié)構(gòu)的建基面和上游面的拉主應(yīng)力分布有一定影響，對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)震損傷破壞路徑以及結(jié)構(gòu)壓主應(yīng)力分布的影響可以忽略。相比于不考慮庫(kù)水作用的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，仍能在一定程度上反映實(shí)際地震中壩庫(kù)相互作用對(duì)高壩失效模式的影響。（4）開展振動(dòng)臺(tái)有水試驗(yàn)，使用能夠監(jiān)測(cè)模型內(nèi)部損傷和動(dòng)態(tài)應(yīng)力的試驗(yàn)技術(shù)，可以有效地解決傳感器布置與宏觀裂紋觀察的難題。（5）開展高拱壩壩庫(kù)相互作用振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的難點(diǎn)在于需要多種技術(shù)的聯(lián)合運(yùn)用，既要找到滿足相似關(guān)系要求且考慮率效應(yīng)的模型材料，又要求對(duì)橫縫、誘導(dǎo)縫等進(jìn)行合理模擬，還需要使用多種監(jiān)測(cè)技術(shù)相互佐證，以及注意防水處理等技術(shù)細(xì)節(jié)，未來需要進(jìn)一步發(fā)展更加先進(jìn)的模型試驗(yàn)理論和更加精細(xì)的模型試驗(yàn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)考慮壩庫(kù)相互作用的拱壩強(qiáng)震破壞全過程模擬。