重力坝建设和运行过程中面临地震等极端荷载的作用,严重威胁其安全和稳定运行,因此发展合理高效的重力坝动力分析模型和计算方法计算极端荷载的作用效应从而评估其安全性是工程界一直关心的课题。基于当前的抗震规范推荐方法,从面向工程应用角度出发,考虑结构地基动力相互作用,对某抽水蓄能电站拦河坝典型坝段采用不同的动力计算模型和计算方法进行抗震分析,之后采用粘弹性人工边界模型考虑坝体与地基的相互作用,计算结果与传统的无质量地基模型进行对比评估其抗震性能,之后分析地基弹性模量变化等设计变更对重力坝抗震性能的影响。主要包括以下内容:(1)介绍了重力坝静动力分析的相关理论和求解方法,列出材料力学法、振型分解反应谱法的基本求解公式和对应的求解模型,同时采用材料力学法、振型分解反应谱法对选取的典型坝段计算其动力特性,坝顶位移响应,应力分布以及抗滑稳定安全系数,依据规范对其抗震性能进行合理评价。(2)针对当前考虑结构地基动力相互作用的研究热点,采用无质量地基模型和粘弹性人工边界模型模拟结构地基动力相互作用。基于粘弹性人工边界理论实现了二维和三维粘弹性人工边界模型的方法并通过数值算例验证了其精度和稳定性。通过对比无质量地基模型和粘弹性人工边界模型两种计算模型对重力坝地震响应的影响,得到了考虑坝体和无限地基的相互作用的粘弹性人工边界模型坝体动力响应较无质量地基模型偏小的结果。(3)采用粘弹性人工边界模型分析了地基弹性模量变化对重力坝地震响应的影响趋势。随着地基弹性模量的增大坝体的自振频率相应增大,最大主拉应力和主压应力结果也呈现相应增大的趋势。坝段坝体强度校核表明地基弹性模量增大导致上下游坝面局部区域最大拉应力结果不满足要求,需要在设计中引起注意。综上所述,文中分别采用材料力学法、振型分解反应谱法以及有限元时程分析法分析了重力坝典型坝段的抗震性能,同时针对当前的研究热点-结构地基动力相互作用,采用粘弹性人工边界模型计算了坝体的动力响应,之后对比分析了粘弹性人工边界模型和传统的无质量地基模型坝体动力响应结果,总结了相应的结论。在此基础上深入分析地基弹性模量变化对坝体的抗震性能影响,对结构动力相互作用模型的工程应用有了进一步的认识,积累了更多的工程经验。