水工混凝土結(jié)構(gòu)抗震研究60年

陳厚群

（中國(guó)水利水電科學(xué)研究院，北京 100048）

1 引言

1959年廣東省河源縣新豐江水庫(kù)蓄水后，頻繁發(fā)生地震。這是一個(gè)庫(kù)容115億m3、壩高105 m的大型混凝土大頭支墩壩工程。由于壩址的基本地震烈度僅為Ⅵ度，壩體設(shè)計(jì)并未考慮抗震設(shè)防。萬一壩體失事，對(duì)下游影響很大。水電部門領(lǐng)導(dǎo)決定，按照可能發(fā)生Ⅷ度地震的要求，立即在大壩下游面開敞的支墩間修建支撐墻以抗震加固。當(dāng)加固工程接近完工時(shí)，1962年3月庫(kù)區(qū)發(fā)生6.1級(jí)的強(qiáng)震，震中烈度為Ⅷ度。由于對(duì)大壩及時(shí)加固，大壩整體穩(wěn)定，僅在一些壩段高程108 m附近發(fā)生上下游貫穿的裂縫。為此，震后又做了在支墩腹腔內(nèi)回填一定高度混凝土的二期加固，以進(jìn)一步增加壩體的整體穩(wěn)定性，并對(duì)上部裂縫進(jìn)行化學(xué)灌漿及上游貼防滲面板等處理。大壩正常運(yùn)行至今，成為迄今世界上少有的、因及時(shí)采取工程措施而成功減輕水庫(kù)地震災(zāi)害的范例。

當(dāng)時(shí)，我國(guó)對(duì)大壩抗震的研究還很少。時(shí)任副院長(zhǎng)黃文熙先生從我國(guó)是多地震國(guó)家，今后我國(guó)大壩建設(shè)會(huì)隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展而加速的國(guó)情，敏銳覺察到大壩抗震安全研究的重要性。在和結(jié)構(gòu)材料所領(lǐng)導(dǎo)研究后，決定要在所內(nèi)建立抗震組，指定要本人負(fù)責(zé)籌建，并立即結(jié)合新豐江大壩的抗震加固開展研究。從此吹響了我院混凝土壩抗震研究的進(jìn)軍號(hào)角。

為確保新豐江大壩的抗震安全，在前后長(zhǎng)達(dá)4年的時(shí)間里，集中全國(guó)各有關(guān)部門力量，進(jìn)行了前所未有的廣泛而深入的研究，從此開創(chuàng)了我國(guó)大壩抗震安全系統(tǒng)研究的先河。結(jié)構(gòu)所的抗震組，也正是依托積極參與其中的很多工作而開始逐步成長(zhǎng)的。

60年來，我國(guó)在地震區(qū)混凝土高壩的建設(shè)發(fā)展迅速，正是在這樣的背景下，在部、院領(lǐng)導(dǎo)的培育和支持下，在與國(guó)內(nèi)外的協(xié)作中，我院的混凝土壩抗震研究，從結(jié)構(gòu)所的抗震組、抗震防護(hù)所的結(jié)構(gòu)抗震室，發(fā)展到現(xiàn)今的工程抗震研究中心，取得了一批滿足國(guó)家水利水電工程抗震設(shè)計(jì)急需、追蹤學(xué)科發(fā)展前沿的科研成果，逐步形成了在國(guó)內(nèi)外大壩工程抗震領(lǐng)域中有一定影響的科研基地和團(tuán)隊(duì)。

在整個(gè)發(fā)展過程中，始終激勵(lì)我們團(tuán)隊(duì)的，是對(duì)保障高壩抗震安全的國(guó)家急需和社會(huì)責(zé)任的理解：匱乏且時(shí)空分布不均勻的水資源的調(diào)蓄利用、以煤為主的能源結(jié)構(gòu)的急需改善、居世界首位儲(chǔ)量的水能資源的開發(fā)等我國(guó)國(guó)情的迫切需求，賦予了我國(guó)高壩大庫(kù)建設(shè)在防洪、發(fā)電、供水、糧食和生態(tài)安全等方面無可替代的重要作用；我國(guó)是全球蒙受地震災(zāi)害最為嚴(yán)重的多地震國(guó)家，高壩大庫(kù)建設(shè)都位于西部強(qiáng)震區(qū)，必須面對(duì)難以避讓的抗震安全的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)；萬一潰壩失事關(guān)系到人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定和國(guó)際影響的大局，可能導(dǎo)致不堪設(shè)想的嚴(yán)重后果。

基于在成長(zhǎng)過程中的不斷探索和總結(jié)，逐步厘清和形成了我們?cè)诳蒲泄ぷ髦惺冀K堅(jiān)持的基本理念：一是突出工程觀點(diǎn)，始終把“為工程服務(wù)”作為研究工作的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)；二是強(qiáng)調(diào)任何工程結(jié)構(gòu)的地震安全性評(píng)價(jià)，都應(yīng)包括對(duì)地震動(dòng)輸入、結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)、結(jié)構(gòu)抗力這三個(gè)不可或缺且相互配套要素的全面綜合評(píng)價(jià)；三是重視實(shí)踐檢驗(yàn)，要始終堅(jiān)持“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”的原則，科研成果力求通過室內(nèi)外的試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)進(jìn)行驗(yàn)證，并接受震害實(shí)例和強(qiáng)震監(jiān)測(cè)的檢驗(yàn)；四是提高自主創(chuàng)新能力，在借鑒、吸收和消化相關(guān)交叉學(xué)科的科研成果的基礎(chǔ)上，進(jìn)行集成和再創(chuàng)新，自主研發(fā)所有主要的分析軟件，并敢于突破陳規(guī)，開拓新思路。

為慶賀我院建院60周年，應(yīng)邀約，不揣冒昧，就60年來我院對(duì)混凝土壩的抗震研究，試作一個(gè)全面的概要回顧和展望。

2 征途中3個(gè)階段跨越4個(gè)臺(tái)階的回顧

回首我院混凝土壩抗震研究的科研征途，大致可以劃分為3個(gè)階段，每個(gè)階段大致各占20年左右。其間，沿著“結(jié)合國(guó)情、跟蹤前沿”的方向，先后跨越了若干臺(tái)階，標(biāo)志了我們的科研工作，從“啟蒙”、“跟跑”、“并跑”到“向往引領(lǐng)”的歷程［1-3］。

2.1 邊干邊學(xué)摸索探路的啟蒙階段第一階段是從1959年在結(jié)構(gòu)材料所開始組建抗震組，到1977年“文革”剛結(jié)束的年代。這段時(shí)期，對(duì)水工抗震這門邊緣學(xué)科，由于對(duì)其了解極少，是處在邊干邊學(xué)摸索探路的啟蒙階段。

開始結(jié)合新豐江大壩的加固，限于在剛性地基的假定下，作為二維體系，采用電磁激振器激勵(lì)空庫(kù)的單個(gè)壩段，求得其主要低階振型特性后，用振型分解反應(yīng)譜法求解其地震響應(yīng)。以后結(jié)合建于狹窄河谷中147 m高的劉家峽混凝土重力壩工程，為考慮其各壩段間的相互作用，首次探索了三維結(jié)構(gòu)空間模態(tài)的測(cè)試技術(shù)。為在模型中模擬庫(kù)水與壩體間的流固耦合作用對(duì)壩體動(dòng)力特性的重要影響，需要測(cè)定滿庫(kù)時(shí)的壩體振型特性。由于試驗(yàn)中只能采用天然水體模擬庫(kù)水。為此，為滿足相似律要求，我們和北京橡膠六廠協(xié)作，研發(fā)了容重與混凝土相同，而彈性模量遠(yuǎn)較混凝土低、且能防水的加重橡膠，作為水彈性試驗(yàn)材料，已在國(guó)內(nèi)不少研究單位和高校的試驗(yàn)中廣泛應(yīng)用至今。這類材料對(duì)應(yīng)變量測(cè)的局部剛化及對(duì)溫度敏感等影響研發(fā)了補(bǔ)償措施。這些都使我們的抗震模型試驗(yàn)取得了一個(gè)新的突破。

在壩體地震響應(yīng)的分析方面，仍局限于基于結(jié)構(gòu)力學(xué)平截面假定的二維壩段空庫(kù)振型求解。但在黃文熙先生的指引下，已開始了對(duì)剛興起的電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用和編程進(jìn)行了探索。此外，為了從用振型分解反應(yīng)譜法進(jìn)展到直接輸入地震動(dòng)時(shí)程求解結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)，在各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的支持下，在國(guó)內(nèi)首次建置了引進(jìn)的可以模擬地震時(shí)程輸入的電磁振動(dòng)臺(tái)。參與了由中國(guó)科學(xué)院工程力學(xué)研究所主持的，在新豐江大壩加固前后，基于地脈動(dòng)的實(shí)測(cè)壩體基本振型的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)；并開始了在壩體設(shè)置強(qiáng)震臺(tái)站進(jìn)行監(jiān)測(cè)的探索。1966年邢臺(tái)地震后，對(duì)震區(qū)水利工程進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)震情調(diào)研。

在“文革”前的啟蒙階段初期，在邊干邊學(xué)中開始了對(duì)混凝土大壩抗震研究的全方位探索。當(dāng)時(shí)全國(guó)正處于“以階級(jí)斗爭(zhēng)為綱”、極左思潮日益高漲期，從“三面紅旗”、“反右傾”到“四清”，各類政治運(yùn)動(dòng)陸續(xù)不斷，實(shí)際能用于科研的時(shí)間并不多。到“文革”時(shí)期，更達(dá)到了極點(diǎn)，單位被解散、人員全下放，設(shè)備遭拆走，科研業(yè)務(wù)完全中止。

邢臺(tái)地震后不久，在“保衛(wèi)毛主席、黨中央和京津地區(qū)抗震安全”的要求下，我作為我院遭解散后待下放的留守人員，在長(zhǎng)達(dá)十年的“文革”期間，有幸還能斷續(xù)地進(jìn)行了一些抗震科研工作。包括：

運(yùn)動(dòng)初期參與了京津地區(qū)一些大壩工程的抗震復(fù)核和山東地震中一些土壩的震害調(diào)研。到運(yùn)動(dòng)進(jìn)入“斗、批、改”時(shí)期，又基于新豐江水庫(kù)地震和大壩抗震加固研究的成果，負(fù)責(zé)組織有關(guān)單位，共同完成了首次提交國(guó)際大壩會(huì)議論文的任務(wù)，得到了國(guó)際學(xué)術(shù)界的關(guān)注。在當(dāng)時(shí)的國(guó)家基本建設(shè)委員會(huì)抗震辦公室統(tǒng)一組織領(lǐng)導(dǎo)下，負(fù)責(zé)組織有關(guān)單位，共同編制了我國(guó)首部《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（SDJ 10-78）》。1975年在參加水電部對(duì)海城地震災(zāi)區(qū)工程的慰問團(tuán)之際，對(duì)海城地震中水利工程的震情作了粗略調(diào)查。1976年參加了內(nèi)蒙和林格爾的水利工程的震情調(diào)研，特別是參加了在希臘雅典舉行的，通過投票接納中國(guó)為國(guó)際大壩委員會(huì)會(huì)員的國(guó)際大壩委員會(huì)大會(huì)，及會(huì)后對(duì)南斯拉夫的姆拉丁其高拱壩工地的考察。1975年參加了由國(guó)家地震局組團(tuán)的在加拿大舉行的國(guó)際誘發(fā)地震會(huì)議和會(huì)后考察訪問。

在“文革”中科技界一片蕭條落寞的情況下，水科院已遭解散期間，水工結(jié)構(gòu)抗震的這些斷續(xù)的科研活動(dòng)，標(biāo)志了在這個(gè)啟蒙階段，“文革”前剛起步不久的我院混凝土壩抗震科研工作，在長(zhǎng)達(dá)十年的“文革”中并未完全中斷。

2.2 乘改革開放東風(fēng)的“跟跑”階段第二階段是1978年到1997年的歷程。在“文革”中被解散的水利水電科學(xué)研究院在1978年又恢復(fù)重建，并新成立了抗震防護(hù)研究所。沐浴在改革開放東風(fēng)中的科研氛圍已生機(jī)盎然，科研條件陸續(xù)改善。隨著我國(guó)高壩建設(shè)的進(jìn)展，我院的水工混凝土結(jié)構(gòu)抗震研究，緊密結(jié)合實(shí)際工程抗震設(shè)計(jì)的需求，在應(yīng)用基礎(chǔ)理論、結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析方法和計(jì)算程序的掌握、結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)模型試驗(yàn)和大壩現(xiàn)場(chǎng)測(cè)振的開展，壩體強(qiáng)震動(dòng)監(jiān)測(cè)、水庫(kù)地震研究等開展全方位的科研活動(dòng)。完成了創(chuàng)建水工結(jié)構(gòu)抗震研究的基本隊(duì)伍和基地的任務(wù)，取得了一系列具有里程碑意義的進(jìn)展。

1982年我院開展了由張光斗先生和國(guó)際知名權(quán)威美國(guó)加州大學(xué)伯克利分?？藙诜颍≧.Clough）教授領(lǐng)銜、由我所具體負(fù)責(zé)的為期近20年、在兩國(guó)5個(gè)拱壩現(xiàn)場(chǎng)測(cè)震的中美政府間科研合作協(xié)議項(xiàng)目［4］。部分現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)成果獲得了國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。1985年經(jīng)部批準(zhǔn)，建置了以引進(jìn)大型三向六自由度地震模擬振動(dòng)臺(tái)為核心的結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)基地，該振動(dòng)臺(tái)在美國(guó)國(guó)家科委的報(bào)告中，被評(píng)為：“世界上最好的混凝土壩抗震模型試驗(yàn)設(shè)備”［5］。建成后已為諸多水利水電工程、以及包括核電站核島設(shè)備、大型儲(chǔ)油罐、高層建筑、高壓電器等進(jìn)行了抗震試驗(yàn)研究。這些科研成果，使我院水工混凝土結(jié)構(gòu)抗震的室內(nèi)外試驗(yàn)技術(shù)跨上了一個(gè)新的臺(tái)階。

在此階段，我們完成了《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（DL 5973-1997）和（SL 203-97）編制工作。實(shí)現(xiàn)了混凝土壩抗震計(jì)算分析從基于“擬靜力法”轉(zhuǎn)向動(dòng)力法的跨越。同時(shí)又爭(zhēng)取到了由我院主持的“九五”國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)“300 m級(jí)高拱壩抗震關(guān)鍵技術(shù)研究”項(xiàng)目，自主研發(fā)了更完善的混凝土壩地震響應(yīng)動(dòng)力分析程序。該程序基于線彈性有限元法、同時(shí)計(jì)入諸多工程實(shí)際條件、把壩體-地基-庫(kù)水體系在時(shí)域內(nèi)作為開放的波動(dòng)問題求解，并在混凝土高壩工程抗震設(shè)計(jì)中被普遍推廣應(yīng)用，成果再次獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。使我們?cè)诨炷粮邏蔚卣痦憫?yīng)的動(dòng)力分析方面，也跨上了一個(gè)新的臺(tái)階。

試驗(yàn)和分析兩個(gè)臺(tái)階的跨越，標(biāo)志了我院混凝土壩的抗震研究，已開始瞄準(zhǔn)學(xué)科發(fā)展前沿、跟上國(guó)際先進(jìn)行列的步伐。

此外，在此期間，我院在工程抗震領(lǐng)域，積極參與了國(guó)內(nèi)外的學(xué)術(shù)交流活動(dòng)：參加了引進(jìn)的結(jié)構(gòu)分析的商業(yè)程序SAP的學(xué)習(xí)培訓(xùn)；深入開展了可靠度設(shè)計(jì)理論的研究；先后多次派出人員到國(guó)外短期工作、進(jìn)修和訪問；首次自行成功研發(fā)了拱壩的三分向“拱梁分載法”的動(dòng)力分析程序，在眾多高拱壩工程的抗震設(shè)計(jì)中被推廣應(yīng)用。

1991年我院被中國(guó)科學(xué)院批準(zhǔn)列入其開放實(shí)驗(yàn)室系列中唯一的科學(xué)院外的結(jié)構(gòu)振動(dòng)開放實(shí)驗(yàn)室，并在1996年的檢查評(píng)估中被確認(rèn)為：“在學(xué)術(shù)上和解決重大工程實(shí)際問題方面達(dá)到國(guó)際先進(jìn)和國(guó)內(nèi)一流水平，建議中國(guó)科學(xué)院和國(guó)家有關(guān)部門盡快將該實(shí)驗(yàn)室列入國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)系列”?？上浜笥捎谒碗娏刹课茨芫吐?lián)合提供開放課題基金達(dá)成協(xié)議而不了了之，從而錯(cuò)失良機(jī)。

在積極學(xué)習(xí)和參與我國(guó)地震部門的有關(guān)學(xué)術(shù)交流中，我院成為取得地震部門頒發(fā)的、工程部門從事場(chǎng)址地震安全性評(píng)價(jià)的甲級(jí)資格證書的極少數(shù)單位之一。此外，在此期間本人于1995年當(dāng)選為中國(guó)工程院的院士。所有這些都標(biāo)志了我院在工程抗震領(lǐng)域中的研究進(jìn)展被國(guó)內(nèi)外同行所認(rèn)可。

綜上所述，經(jīng)歷了這個(gè)階段，總體上可認(rèn)為，我院對(duì)水工混凝土結(jié)構(gòu)抗震研究，已經(jīng)從入門的“啟蒙”階段，逐步進(jìn)入到了初步與國(guó)際接軌的“跟跑”階段。

2.3 抓住機(jī)遇追趕前沿的“并跑”和沖刺階段第三階段是從1997年以后至今的又一個(gè)20年的歷程。1997年我院組建“工程抗震研究中心”，又正逢我國(guó)在水能資源集中的西部，高速興建了一系列300 m級(jí)超大型高壩，為水工混凝土結(jié)構(gòu)抗震研究提供了更有利的條件，是我院水工混凝土結(jié)構(gòu)抗震研究進(jìn)展的關(guān)鍵階段。2008年在四川發(fā)生了汶川大地震，國(guó)家和社會(huì)對(duì)高壩大庫(kù)的抗震安全更加關(guān)注和重視。國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)對(duì)重大高壩工程提出了為“防止在極端地震下高壩地震災(zāi)變導(dǎo)致的嚴(yán)重次生災(zāi)害”進(jìn)行抗震復(fù)核的要求。我們以此國(guó)家急需和學(xué)科前沿作為研究的重點(diǎn)，涉及到如何確定極端地震的地震動(dòng)輸入和高壩工程地震災(zāi)變（潰壩）的定量判別準(zhǔn)則的兩大關(guān)鍵性難題。

為此，由我們牽頭負(fù)責(zé)，聯(lián)合了河海大學(xué)、西安理工大學(xué)，申請(qǐng)了國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)重大項(xiàng)目《西部能源利用及其環(huán)境保護(hù)的若干關(guān)鍵問題》中的重點(diǎn)項(xiàng)目《西部高拱壩抗震安全》的資助。以自主研發(fā)的、能體現(xiàn)“近斷裂大震”特點(diǎn)的“隨機(jī)有限斷層法”計(jì)算軟件，重建了汶川地震時(shí)沙牌和紫坪鋪大壩的輸入地震動(dòng)時(shí)程。初步解決了確定工程場(chǎng)址極端的“最大可信地震”的地震動(dòng)輸入難題；并開展了大壩混凝土材料全級(jí)配試件動(dòng)態(tài)特性、損傷演化規(guī)律及預(yù)加靜載影響的研究。

隨后，我們又爭(zhēng)取到中國(guó)工程院的重點(diǎn)咨詢項(xiàng)目“西部強(qiáng)震區(qū)高壩大庫(kù)抗震安全研究”，開展了基于損傷力學(xué)理論和高性能“云計(jì)算”技術(shù)的壩體和地基巖體損傷破壞過程的研究。用自主研發(fā)的非線性并行計(jì)算軟件，驗(yàn)證了沙牌拱壩在汶川地震中的震情，基本解決了確定混凝土高壩工程地震災(zāi)變定量判別準(zhǔn)則的難題［6］。

這些研究使我院混凝土高壩的抗震設(shè)計(jì)和研究，跨越了兩個(gè)新的臺(tái)階，其成果在200 m以上混凝土高壩工程中廣泛應(yīng)用，并在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物發(fā)表，還獲得了中國(guó)水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)首次授予的科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)，并被納入由我們主編的我國(guó)首部國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（GB 51247）》。由部分研究成果，撰寫成《高拱壩抗震安全》專著［7］，作為“十二五”國(guó)家重點(diǎn)圖書出版規(guī)劃項(xiàng)目出版后，成為中國(guó)電力出版社唯一入選國(guó)家新聞出版廣電總局第四屆“三個(gè)一百”原創(chuàng)圖書出版工程，并榮獲中國(guó)出版協(xié)會(huì)第五屆中華優(yōu)秀出版物圖書提名獎(jiǎng)。此外，又被國(guó)際知名的出版科學(xué)著作的愛思維爾Elsevier出版社在國(guó)外以英文出版［8］。

在此期間，隨著改革開放的不斷深入，我們積極參加了國(guó)際大壩委員會(huì)、世界地震工程學(xué)會(huì)等國(guó)際交流活動(dòng)，從而更有利于擴(kuò)寬視野，跟蹤前沿。本人獲得了國(guó)際大壩委員會(huì)2011年度唯一的終身成就獎(jiǎng)，這體現(xiàn)了我們團(tuán)隊(duì)的科研成果被國(guó)際同行的認(rèn)可。

所有這些標(biāo)志了我院的水工混凝土結(jié)構(gòu)抗震研究，開始從“跟跑”進(jìn)入了與國(guó)際同行“并跑”的階段，并為局部能攀上引領(lǐng)的階梯創(chuàng)造了條件。

3 對(duì)60年主要科研成果的概括

回顧60年在科研征戰(zhàn)的歷程，沿著所遵循的理念，在團(tuán)隊(duì)群體的齊心協(xié)力共同努力下，逐步把混凝土壩的抗震科研不斷推上了新臺(tái)階。以下簡(jiǎn)要概括了由我們主持、加上有關(guān)單位的協(xié)作下所取得的、涉及大壩抗震安全的諸多前沿性科研成果。

3.1 場(chǎng)址的地震動(dòng)輸入針對(duì)水工建筑物的特點(diǎn)，與地震部門緊密協(xié)作，對(duì)場(chǎng)址的地震動(dòng)輸入進(jìn)行了深化研究。

3.1.1 地震動(dòng)輸入的理解和機(jī)制［9］對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)突破傳統(tǒng)的封閉體系到開放體系的波動(dòng)體系的進(jìn)展，相應(yīng)壩址地震動(dòng)輸入機(jī)制從壩底振動(dòng)轉(zhuǎn)為從與壩下一定深度內(nèi)的近域地基底部入射的波動(dòng)，澄清了在大壩工程界長(zhǎng)期存在的對(duì)輸入地震動(dòng)理解的混淆和爭(zhēng)議，基本形成了以下共識(shí)：（1）作為結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中主要設(shè)防依據(jù)的設(shè)計(jì)峰值加速度，是以其在基巖平坦自由地表的最大水平向分量表征的工程場(chǎng)區(qū)的地震動(dòng)輸入?yún)?shù)，它既未考慮任何實(shí)際場(chǎng)址的地形、場(chǎng)地土類別、工程近域地基的地質(zhì)構(gòu)造，更不涉及要建造的結(jié)構(gòu)類型。（2）因地殼介質(zhì)的密度隨地層深度而增大，以剪切波為主的地震波，從震源傳播至地表時(shí)接近豎直向入射。（3）因自由地表的地震動(dòng)迭加了與入射波等值的反射波，豎向入射的地震動(dòng)峰值加速度可取為其地表值的1/2。（4）作為開放波動(dòng)體系的大壩地震動(dòng)輸入?yún)?shù)類型，需與其響應(yīng)分析模型中所采用的模擬地震波能量向遠(yuǎn)域地基逸散的透射式黏滯阻尼等人工邊界的類型相適配。

3.1.2 場(chǎng)地相關(guān)的地震動(dòng)輸入?yún)?shù) 提供了更合理的場(chǎng)地相關(guān)的地震動(dòng)輸入?yún)?shù)，包括：（1）高壩抗震設(shè)計(jì)中需要采用場(chǎng)地相關(guān)設(shè)計(jì)反應(yīng)譜和現(xiàn)有的“一致概率反應(yīng)譜”因其過于保守的包絡(luò)特性、且我國(guó)尚無反應(yīng)譜衰減規(guī)律而難以實(shí)際應(yīng)用。為此，提出了更合理的、基于壩區(qū)地震安全性評(píng)價(jià)、確定發(fā)生概率最大的設(shè)定地震，再根據(jù)中、美地震活動(dòng)的可比性，按美國(guó)最新的“下一代地震動(dòng)衰減關(guān)系（NGA）”中的反應(yīng)譜衰減關(guān)系，求得規(guī)一化的場(chǎng)地相關(guān)設(shè)計(jì)反應(yīng)譜［10-11］。（2）為適應(yīng)結(jié)構(gòu)損傷過程非線性分析需要，研究了以更切合實(shí)際的幅值和頻率都非平穩(wěn)的漸進(jìn)功率譜，替代假定頻率平穩(wěn)的傳統(tǒng)反應(yīng)譜［12-13］，并給出接近我國(guó)國(guó)情的、由震級(jí)和震中距確定目標(biāo)漸進(jìn)功率譜的統(tǒng)計(jì)回歸模型中的各項(xiàng)系數(shù)［14-15］。（3）為反映極端的最大可信地震的近場(chǎng)大震特征的面源發(fā)震機(jī)制替代傳統(tǒng)的點(diǎn)源發(fā)震機(jī)制，采用半理論、半經(jīng)驗(yàn)的“隨機(jī)有限斷層法”，將發(fā)震斷層劃分為子斷裂點(diǎn)源群，按其破裂模式、時(shí)間序列，順序疊加通過相應(yīng)傳播途徑和場(chǎng)地效應(yīng)，直接生成壩址地震動(dòng)參數(shù)。（4）自主研發(fā)了確定上述各項(xiàng)地震動(dòng)輸入?yún)?shù)的整套計(jì)算軟件。

3.2 大壩混凝土材料的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)

3.2.1 動(dòng)態(tài)強(qiáng)度和損傷本構(gòu)

（1）為突破大壩混凝土僅依賴濕篩試件的陳規(guī)，結(jié)合不同實(shí)際工程，進(jìn)行了全級(jí)配試件在往復(fù)變幅加載下的抗壓和彎拉動(dòng)強(qiáng)度及其應(yīng)變率效應(yīng)的試驗(yàn)研究。（2）建置了引進(jìn)的適用于大壩混凝土全級(jí)配試件的15MN的靜、動(dòng)態(tài)材料試驗(yàn)裝置。（3）成功測(cè)定了難度很大、至今尚少見的混凝土拉、壓損傷全過程的本構(gòu)關(guān)系，為材料非線性分析提供了基礎(chǔ)依據(jù)。

3.2.2 已有靜載對(duì)地震應(yīng)變率影響及內(nèi)部開裂過程

（1）針對(duì)工程運(yùn)行后遭受地震時(shí)，已有靜載對(duì)大壩混凝土應(yīng)變率效應(yīng)影響的問題，進(jìn)行了在預(yù)加不同靜載下的動(dòng)態(tài)強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明忽略靜載影響稍偏安全。（2）把大壩混凝土作為符合實(shí)際配合比的骨料、水泥漿、及其界面的復(fù)合材料，對(duì)試件進(jìn)行計(jì)入損傷和應(yīng)變率效應(yīng)的細(xì)觀力學(xué)動(dòng)態(tài)分析，與預(yù)加靜載的試驗(yàn)結(jié)果相互驗(yàn)證并探討了其機(jī)理。（3）應(yīng)用“動(dòng)態(tài)聲發(fā)射”及X射線CT設(shè)施進(jìn)行試驗(yàn)，研究了混凝土材料內(nèi)部的開裂過程，并研發(fā)了適用于CT試驗(yàn)的動(dòng)態(tài)拉、壓加載設(shè)備。

3.3 結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的分析研發(fā)了大壩體系地震災(zāi)變高效分析的求解途徑和定量判別準(zhǔn)則［16-17］。

3.3.1 分析依據(jù)的理論和建模的進(jìn)展

（1）從基于結(jié)構(gòu)力學(xué)平面假定的擬靜力法，到基于有限元法的動(dòng)力法。 （2）從把壩體作為整體結(jié)構(gòu)的線彈性問題，到基于“動(dòng)接觸理論”計(jì)入其縱、橫縫開合和滑移的接觸非線性問題，再進(jìn)展到基于損傷力學(xué)的、同時(shí)考慮壩體和地基巖體的損傷演化的材料非線性問題。（3）針對(duì)我國(guó)多泥沙河流的水庫(kù)底部的吸能邊界，及其反射系數(shù)很難確定的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試成果［18］，論證了可忽略庫(kù)水可壓縮性、把壩面動(dòng)水壓力作為附加質(zhì)量，使其模擬大為簡(jiǎn)化。（4）建立了可同時(shí)計(jì)入壩體分縫等細(xì)部結(jié)構(gòu)、鄰近壩體地基內(nèi)各類地質(zhì)條件及其人工邊界、壩面動(dòng)水壓力等復(fù)雜因素的更切合工程實(shí)際的壩體—地基—庫(kù)水體系的地震響應(yīng)分析模型。

3.3.2 分析思路和求解方法的改進(jìn)

（1）把地震響應(yīng)的分析從在頻域內(nèi)，只計(jì)地基彈性的封閉體系的振動(dòng)問題，改進(jìn)到在時(shí)域內(nèi)，考慮實(shí)際存在的地基的質(zhì)量和地震波能量向遠(yuǎn)域地基逸散的開放體系的波動(dòng)問題。（2）研發(fā)了根據(jù)損傷演化試驗(yàn)成果計(jì)入殘余變形，求解體系損傷、破壞過程的簡(jiǎn)捷新方法。（3）從對(duì)體系分別作拉、壓強(qiáng)度校核和基于剛體極限平衡法的抗滑穩(wěn)定校核，改進(jìn)到把強(qiáng)度和穩(wěn)定耦合一體的綜合分析，提出以位移響應(yīng)突變作為判別工程地震災(zāi)變的定量準(zhǔn)則。

3.3.3 高性能分析技術(shù)的應(yīng)用 從沿用基于小型臺(tái)式計(jì)算機(jī)進(jìn)行的串行分析，發(fā)展到基于“云計(jì)算”技術(shù)和自主研發(fā)的分析軟件對(duì)海量自由度精細(xì)體系進(jìn)行高效并行計(jì)算。

3.4 室內(nèi)外的試驗(yàn)驗(yàn)證為驗(yàn)證大壩地震響應(yīng)分析計(jì)算成果，進(jìn)行了壩體-地基-庫(kù)水體系的室內(nèi)外模型試驗(yàn)驗(yàn)證。

3.4.1 大壩線彈性體系的室內(nèi)動(dòng)力模型試驗(yàn)研究

（1）從以激振器測(cè)定模態(tài)特性，到建置地震模擬電磁振動(dòng)臺(tái)以分別測(cè)定結(jié)構(gòu)的水平向和豎向的地震響應(yīng)，再到建置國(guó)際先進(jìn)的三向六自由度大型地震模擬液壓振動(dòng)臺(tái)，并研究了相應(yīng)于小變形的相似準(zhǔn)則。（2）從應(yīng)用石膏模型材料，進(jìn)展到研制滿足相應(yīng)水彈性相似要求的加重橡膠和基本滿足混凝土材料拉壓強(qiáng)度特性的脆性模型材料。（3）研發(fā)了體現(xiàn)壩體橫縫和近似模擬地基的關(guān)鍵潛在滑塊、滲壓和輻射阻尼等效應(yīng)的試驗(yàn)技術(shù)。

3.4.2 大壩現(xiàn)場(chǎng)的原型測(cè)振試驗(yàn)研究

（1）從利用地脈動(dòng)、爆破等手段的現(xiàn)場(chǎng)原型測(cè)振，發(fā)展到近20年的中美長(zhǎng)期科研協(xié)作中對(duì)不同拱壩的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)振試驗(yàn)。（2）從應(yīng)用我院研制的4臺(tái)同步起振機(jī)，再進(jìn)展到中美共同開創(chuàng)的可重復(fù)使用的下游多孔水封爆破和上游水下淺層巖表爆破技術(shù)，生成在巖體傳播的能激發(fā)壩體-地基-庫(kù)水體系的地震動(dòng)。（3）試驗(yàn)驗(yàn)證了拱壩自振特性的分析程序，根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果分析，發(fā)現(xiàn)了對(duì)庫(kù)水可壓縮性效應(yīng)十分敏感的庫(kù)底反射系數(shù)是“與頻率及時(shí)空顯著相關(guān)、遠(yuǎn)非通常假定的固定常數(shù)”的重要特性。

3.5 編制和修訂了我國(guó)的水工抗震設(shè)計(jì)規(guī)范由我院作為主編單位，先后編制和修訂了我國(guó)的水工抗震設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

（1）1978年頒布的水利電力部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（SDJ 10-78）。

①采用的“擬靜力法”地震響應(yīng)分析中，引入并闡明了設(shè)計(jì)地震動(dòng)峰值加速度的綜合影響系數(shù)。②改進(jìn)了動(dòng)力分析中的設(shè)計(jì)反應(yīng)譜的高頻段形態(tài)。③基于初步的動(dòng)力分析確定地震慣性力沿結(jié)構(gòu)高程的分布；并對(duì)各類水工建筑物提出抗震工程措施要求。

（2）1997年完成水電和水利兩部門《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（DL 5973-1997）和《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL 203-97）。

①抗震設(shè)計(jì)的校核分析從“擬靜力法”基本轉(zhuǎn)向以動(dòng)力法為主。②在對(duì)可靠度設(shè)計(jì)理論研究的基礎(chǔ)上，使水利和水電部門統(tǒng)一采用由單一安全系數(shù)法向以分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)的多安全系數(shù)法的轉(zhuǎn)軌。③抗震設(shè)計(jì)從著重校核計(jì)算向校核計(jì)算與工程措施并重跨越。

（3）2015年國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)能源局頒布的《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（NB 35047-2015）和2018年頒布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51247-2018）。

①突出了以“防止高壩在極端地震下發(fā)生嚴(yán)重災(zāi)變”為重點(diǎn)的國(guó)家急需。②對(duì)重要工程，規(guī)定了在最大可信地震作用下，抗震安全要進(jìn)行專題論證及其內(nèi)容的原則要求，為突破現(xiàn)行壩工設(shè)計(jì)規(guī)范只適用于200 m壩高的限制創(chuàng)造了條件。③擴(kuò)充了邊坡、渡槽、升船機(jī)等抗震的內(nèi)容。

以上成果表明，我院對(duì)水工混凝土結(jié)構(gòu)抗震進(jìn)行了較為全面和系統(tǒng)的研究，建立了先進(jìn)的試驗(yàn)設(shè)備、自主研發(fā)了所有主要分析軟件，并始終緊密結(jié)合國(guó)情和工程應(yīng)用，追蹤學(xué)科前沿和與國(guó)際接軌。從而先后獲得了國(guó)內(nèi)外諸多獎(jiǎng)勵(lì)。1978年團(tuán)隊(duì)被評(píng)為全國(guó)科學(xué)大會(huì)先進(jìn)集體；1986年以來，獲得了30余項(xiàng)國(guó)家級(jí)和省部級(jí)以上的科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)項(xiàng)；2007年我院和我個(gè)人分別被中國(guó)地震局、科技部、國(guó)防科工委、中國(guó)科學(xué)院、國(guó)家自然科學(xué)基金委聯(lián)合授予全國(guó)地震科技工作先進(jìn)集體和個(gè)人稱號(hào)；1992年我被建設(shè)部評(píng)為全國(guó)抗震防災(zāi)先進(jìn)工作者，2002年被選為中國(guó)建筑學(xué)會(huì)抗震防災(zāi)分會(huì)理事長(zhǎng)。我個(gè)人分別于2004年當(dāng)選國(guó)際大壩委員會(huì)地震專業(yè)委員會(huì)副主席、于2011年獲得國(guó)際大壩委員會(huì)終身成就獎(jiǎng)。這一切都標(biāo)志了國(guó)內(nèi)水利水電、地震和抗震界及國(guó)際大壩工程界，對(duì)我院的水工抗震科研成果的高度認(rèn)可，彰顯了我院在水工抗震領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外影響。

4 創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)激發(fā)突破陳規(guī)的引領(lǐng)愿景

在60年的漫長(zhǎng)征途中，我院雖已為我國(guó)高壩抗震安全提供了技術(shù)支撐，但面對(duì)確保位于強(qiáng)震區(qū)的超大型高壩工程在極端地震下不發(fā)生嚴(yán)重災(zāi)變、突破陳規(guī)編制200 m以上高壩設(shè)計(jì)規(guī)范等需求，仍然任重道遠(yuǎn)，面臨必須應(yīng)對(duì)的嚴(yán)重挑戰(zhàn)。

4.1 對(duì)混凝土高壩常規(guī)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀的質(zhì)疑高壩的抗震安全必須要在與靜載作用效應(yīng)綜合分析后進(jìn)行評(píng)價(jià)，其設(shè)計(jì)理念和方法不能不受現(xiàn)行常規(guī)設(shè)計(jì)理念和方法的制約。但國(guó)內(nèi)外已有的觀測(cè)資料表明，即使在正常運(yùn)行中，一些表征壩體狀態(tài)的重要參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算值與實(shí)際監(jiān)測(cè)值，存在著按現(xiàn)行設(shè)計(jì)理念和方法難以解釋的明顯差異。

4.1.1 我國(guó)迄今尚無200 m以上高壩的設(shè)計(jì)規(guī)范 當(dāng)前我國(guó)的壩工設(shè)計(jì)，其理念和方法仍基于1930—1950年代歐美在大壩建設(shè)中創(chuàng)建的框架。主要依托中、小工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，受當(dāng)時(shí)技術(shù)水平和條件的制約。因而對(duì)200 m以上高壩工程難以適用。

4.1.2 難符合實(shí)際的現(xiàn)行混凝土壩的設(shè)計(jì)理論、方法和基本假定

（1）壩體結(jié)構(gòu)分析基于平截面假定的結(jié)構(gòu)力學(xué)方法；（2）壩體混凝土材料在線彈性范圍內(nèi)；（3）壩體作為整體結(jié)構(gòu)，忽略縱、橫縫及孔口等影響；（4）近似地以Vogt系數(shù)計(jì)入地基巖體的彈性變形而不計(jì)其強(qiáng)度；（5）對(duì)重力壩采用“壩踵無拉應(yīng)力”準(zhǔn)則，對(duì)拱壩壩體限定與混凝土等級(jí)無關(guān)的1.2MPa和1.5 MPa的靜、動(dòng)態(tài)允許抗拉強(qiáng)度；（6）在忽略壩體與地基變形耦合和其它諸多假定下，以“剛體極限平衡法”以及與壩體強(qiáng)度分開校核的穩(wěn)定。

國(guó)內(nèi)外一些高混凝土壩的觀測(cè)資料［19］都表明，在壩踵部位都呈現(xiàn)出較大的壓應(yīng)力。有些重力壩的實(shí)測(cè)結(jié)果顯示，壩踵的壓應(yīng)力甚至超過壩趾的。這是基于上述傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中的陳規(guī)所難以解釋的。

4.1.3 有限元法導(dǎo)致的混凝土壩踵應(yīng)力集中是一個(gè)偽命題 基于彈性力學(xué)的有限元方法之所以難以替代基于平截面假定的結(jié)構(gòu)力學(xué)方法作為主要設(shè)計(jì)的依據(jù)，主要因其線彈性假定導(dǎo)致無法回避的壩踵“角緣效應(yīng)”必然產(chǎn)生的隨網(wǎng)格尺寸變化的拉應(yīng)力集中現(xiàn)象。實(shí)際上，壩基的多裂隙巖體在壩踵部位受拉后，其抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)低于壩體混凝土及保證施工質(zhì)量下的壩基接觸面的抗拉強(qiáng)度，將首先導(dǎo)致向巖體深部的開裂，從而壩踵部位的應(yīng)力被釋放，因而混凝土壩踵應(yīng)力集中是一個(gè)偽命題。為確定地震災(zāi)變的定量判別準(zhǔn)則，勢(shì)必首先要突破傳統(tǒng)的線彈性分析，進(jìn)行壩體和鄰近巖體損傷破壞過程的非線性分析。

4.1.4 地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)不能反映拱壩真實(shí)的整體安全性 現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，對(duì)高壩或地質(zhì)條件復(fù)雜的拱壩，應(yīng)采用數(shù)值計(jì)算或地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)，以提高水壓力容重的超載倍數(shù)，綜合評(píng)價(jià)拱壩整體安全性。這類試驗(yàn)把壩體強(qiáng)度和拱座穩(wěn)定融為一體以校核拱壩的整體安全性，體現(xiàn)了兩者不應(yīng)分隔校核的合理方向。但試驗(yàn)中，壩體及地基巖體的抗拉強(qiáng)度及損傷本構(gòu)關(guān)系的無法滿足相似要求，實(shí)際也不可能發(fā)生水壓力容重增長(zhǎng)的超載。因而試驗(yàn)不能反映真實(shí)的拱壩整體安全性。

4.2 抗震設(shè)計(jì)中對(duì)陳規(guī)的突破尤為迫切高壩抗震安全的評(píng)價(jià)需基于與正常工況的靜載作用效應(yīng)的疊加。因在抗震設(shè)計(jì)中，還要進(jìn)一步突破與抗震有關(guān)的不合理陳規(guī)。

4.2.1 封閉系統(tǒng)振動(dòng)方式不能體現(xiàn)壩體-地基-庫(kù)水開放體系的動(dòng)態(tài)相互作用 按現(xiàn)行規(guī)范的高壩設(shè)計(jì)中，無論是基于結(jié)構(gòu)力學(xué)方法中采用的Vogt地基或有限元法中的無質(zhì)量地基的分析模型，都僅考慮地基的彈性變形，并從壩底輸入設(shè)計(jì)地震動(dòng)加速度。因而只能作為封閉系統(tǒng)的振動(dòng)問題求解，無法計(jì)入實(shí)際存在的地基質(zhì)量的慣性作用、地震波能量向遠(yuǎn)域地基逸散的輻射阻尼、以及沿壩基地震動(dòng)輸入的幅值和相位都不均勻分布等因素。

4.2.2 作為整體結(jié)構(gòu)的高拱壩假定下不能求解真實(shí)的地震應(yīng)力狀態(tài) 作為整體結(jié)構(gòu)的高拱壩在強(qiáng)震作用下，其拱向地震動(dòng)拉應(yīng)力值很高，根本無法滿足規(guī)范規(guī)定的在地震工況下不超過1.5 MPa的要求。實(shí)際這樣的高拱向拉應(yīng)力并不存在。因?yàn)楣皦沃锌估芰艿偷臋M縫，在地震的往復(fù)作用過程中，受拉稍大的橫縫必然會(huì)因其反復(fù)開合和滑移而釋放壩體的拱向拉應(yīng)力，使作為高次超靜定結(jié)構(gòu)的壩體重新調(diào)整其應(yīng)力狀態(tài)。用現(xiàn)行規(guī)范中基于平截面假定的線彈性結(jié)構(gòu)力學(xué)方法，很難求解這類非線性接觸問題。

4.2.3“剛體極限平衡法”完全不能反映往復(fù)地震作用下的高拱壩整體穩(wěn)定性 傳統(tǒng)的不計(jì)壩體壩肩巖體動(dòng)態(tài)變形耦合和壩基巖體的地震動(dòng)態(tài)效應(yīng)的“剛體極限平衡法”，之所以完全不能反映高壩的實(shí)際抗震穩(wěn)定性，是因?yàn)椋海?）在往復(fù)的地震作用下，瞬間達(dá)到極限平衡狀態(tài)，并不一定導(dǎo)致高壩體系最終失穩(wěn)。而即使?jié)撛诨瑒?dòng)巖塊的整體并未達(dá)到極限平衡狀態(tài)，而僅有其滑動(dòng)面的局部開裂或滑移，但由于壩體和壩基巖體的動(dòng)態(tài)變形耦合，也可能導(dǎo)致壩體嚴(yán)重受損。（2）在地震往復(fù)作用過程中，拱壩壩體對(duì)拱座潛在滑動(dòng)巖塊間接觸力的大小和方向、以及巖塊各滑動(dòng)面的應(yīng)力和接觸狀態(tài)都在動(dòng)態(tài)變化之中。（3）拱座潛在滑動(dòng)巖塊本身并非剛體，其動(dòng)態(tài)變動(dòng)中的地震慣性力的大小和方向，并不一定與壩體傳遞的接觸力同時(shí)達(dá)到最大值或處于最不利方向。

4.3 成為敢于擔(dān)當(dāng)引領(lǐng)世界高壩抗震設(shè)計(jì)規(guī)則制定的積極參與者綜上所述，當(dāng)前傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念和方法已難以切合高混凝土壩的實(shí)際。在其抗震設(shè)計(jì)中對(duì)突破已難切合實(shí)際、不能經(jīng)受監(jiān)測(cè)資料檢驗(yàn)陳規(guī)的要求尤為迫切。當(dāng)前，我國(guó)已成為世界高壩建設(shè)的大國(guó)。我國(guó)對(duì)高壩抗震的科技進(jìn)展和工程實(shí)踐，已為現(xiàn)行高壩設(shè)計(jì)的突破常規(guī)創(chuàng)造了基本條件，需要進(jìn)一步深化研究并盡早形成共識(shí)，爭(zhēng)取成為引領(lǐng)世界高壩設(shè)計(jì)躍上新臺(tái)階的規(guī)則制定者。使我國(guó)在世界高壩建設(shè)中向由大轉(zhuǎn)強(qiáng)邁進(jìn)，為世界高壩建設(shè)做出更大貢獻(xiàn)。為制定300 m級(jí)高壩設(shè)計(jì)的規(guī)范，以應(yīng)對(duì)高混凝土壩抗震設(shè)計(jì)面臨的挑戰(zhàn)，冒昧提出下列建議以供參考：（1）凸顯一個(gè)重點(diǎn)的要求，即防止極端地震下，高壩地震災(zāi)變導(dǎo)致的次生災(zāi)害；（2）破解兩個(gè)關(guān)鍵的難題，即確定反映近場(chǎng)大震特征的地震動(dòng)輸入和制定體現(xiàn)壩體整體地震失穩(wěn)的定量準(zhǔn)則；（3）綜合三類學(xué)科的交叉，即基于場(chǎng)地相關(guān)地震輸入、體系地震響應(yīng)分析和材料動(dòng)態(tài)抗力試驗(yàn)間的相互配套；（4）突破四個(gè)層面的傳統(tǒng)，即在求解概念上，由封閉系統(tǒng)的振動(dòng)問題轉(zhuǎn)向開放系統(tǒng)的波動(dòng)問題；在校核思路上，把分別對(duì)靜、動(dòng)載作用下的強(qiáng)度和穩(wěn)定的分開校核轉(zhuǎn)向靜、動(dòng)載作用下的強(qiáng)度和穩(wěn)定于一體的整體校核；在分析方法上，從基于平截面假定的線彈性結(jié)構(gòu)力學(xué)法轉(zhuǎn)向計(jì)入接觸和材料非線性的有限單元法；在計(jì)算技術(shù)上，由常規(guī)的串行計(jì)算轉(zhuǎn)向高性能并行計(jì)算。

相信正向世界一流科研機(jī)構(gòu)邁進(jìn)的我院，已成功爭(zhēng)取到“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目《300 m級(jí)特高壩抗震安全評(píng)價(jià)與控制關(guān)鍵技術(shù)》的立項(xiàng)，勢(shì)將持續(xù)領(lǐng)導(dǎo)我院工程抗震研究中心，在創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的激勵(lì)下，成為敢于擔(dān)當(dāng)引領(lǐng)世界高壩抗震設(shè)計(jì)規(guī)則制定的積極參與者。