混凝土重力坝是保障社会生活生产的重要基础设施,其运行期间的安全性是大坝建设和发展的关键问题。我国的高坝主要集中在西南强震地区,在地震等极端荷载作用下,大坝的安全将受到严重的威胁。如果这些位于河流中上游的高坝发生破坏,必将会对下游地区的人员及财产造成不可估量的损失,后果不堪设想。所以高混凝土坝在强烈地震作用下的损伤监测及其运行状态评价的研究,与我国的社会经济发展和人民生活息息相关,是防灾减灾与水工结构领域中的重要研究课题。本文围绕基于压电阻抗技术的大体积混凝土结构动力损伤监测、损伤状态评价、减震措施三个方面,深入地研究了高混凝土重力坝抗震安全评价亟需解决的关键问题,取得了一些具有科学意义和工程应用价值的研究成果。主要研究工作如下:(1)进行了应用压电传感器(PZT)对于混凝土结构动态损伤监测的可行性研究。采用数值分析的方法,研究了冲击荷载作用下,混凝土试件的损伤破坏情况,提出了应用损伤体积比指标来揭示混凝土梁的损伤程度。采用压电阻抗技术对混凝土试件进行了损伤监测,建立了反映PZT导纳信号变化的均方根偏差(RMSD)指标与损伤体积比之间的相互关系,以量化冲击荷载对混凝土梁损伤发展的影响。结果表明,在冲击动态荷载作用下,混凝土损伤的RMSD指标与损伤体积比之间存在良好的相关性。(2)研究了混凝土重力坝应用压电阻抗方法进行动力损伤监测的可行性。采用时程分析研究了重力坝的抗震安全性能,为混凝土重力坝的损伤监测设计提供了依据。以混凝土梁建立的损伤评价指标为基础,采用压电阻抗技术监测了混凝土重力坝在不同地震工况下的损伤情况,建立了基于损伤体积比的RMSD和基于损伤耗散能的RMSD损伤指标来定量化压电片测得的电导信号,评价大坝的损伤程度,预测了大坝的动力反应性能参数。(3)根据重力坝在地震作用下的振动特性和失效模式,提出了一种有效的减震措施。将蒸压加气混凝土应用到坝体的上部来减小地震惯性力,起到减震消能的作用,从而消除坝头处的贯穿裂缝,达到了很好的抗震效果。应用PZT传感器监测了加气混凝土重力坝在地震作用下的损伤情况,对比分析了碾压混凝土坝和加气混凝土坝测得的电导信号和前面提出的损伤评价指标,进一步验证了蒸压加气混凝土的优良的减震效果。