水电作为一项重要的清洁能源对发展节能环保型的绿色经济起着非常重要的作用。我国80%以上的水能资源都集中在西部高海拔的多地震区域,面临着严重的反恐和抗震形势,给水能资源的开发带来了诸多困难。恐怖袭击或战争产生的爆炸和地震动等突发的荷载作用下,一旦发生严重破坏而导致溃坝,将对下游地区造成严重的次生灾害,严重威胁下游人民的生命财产安全。对于混凝土坝体而言,引起坝体损伤的荷载主要包括爆炸荷载和地震动作用等。本文致力于研究爆炸荷载和地震作用下混凝土坝的动力响应和破坏模式,提出应对措施以增强坝体抵抗爆炸荷载和地震作用的能力,主要工作如下:(1)分析了水中爆炸和空气中爆炸时爆炸冲击波的冲压传导效应并指出在水中爆炸冲击压力对结构更具危害性的特点;对比了 K&C模型、脆性断裂模型、HJC模型和RHT模型这四种能够模拟混凝土动力特性的本构模型;通过将数值模拟结果与钢筋混凝土板抗爆试验结果对比,验证了 RHT本构模型对模拟混凝土抗爆性能的适用性;研究了不同炸药当量、有无泄水孔、不同起爆位置、不同起爆深度、不同起爆距离和不同坝前水位对混凝土重力坝抗爆性能的影响;根据混凝土重力坝损伤等级,提出了爆炸荷载下综合考虑起爆距离、起爆深度和坝前库水位等影响因素的混凝土重力坝损伤预测曲线,研究了泡沫混凝土对高混凝土重力坝抗爆保护性能。(2)根据爆炸相似定律和ALE流固耦合算法,建立了混凝土高拱坝的坝体-地基-库水-空气-炸药的全耦合模型;研究了不同炸药当量、不同起爆介质、不同起爆深度、不同起爆距离、不同水平起爆位置和不同坝前水位影响的拱坝的动力响应和破坏情况;在研究泡沫铝材料性能的基础上,分析和计算了泡沫铝对混凝土高拱坝抗爆性能的保护效果。(3)研究了粘弹性人工边界波动输入方法的实现;建立了带有横缝的混凝土拱坝模型;基于混凝土塑性损伤模型并考虑坝体横缝的影响,研究了高拱坝在地震作用下的破坏,计算了拱坝在设计地震动作用下的坝体响应,计算了考虑扩大基础和垫座作为坝体抗震措施时,坝顶节点和拱冠梁节点的顺河向位移、横缝开度以及坝体损伤体积比,研究了 1.2倍、1.4倍、1.6倍、1.8倍以及2.0倍超载地震动情况下坝体的动力响应和损伤破坏情况,分析了不同超载倍数下坝体位移、横缝开度以及分区后的坝体混凝土损伤体积比,根据位移曲线、横缝开度曲线以及损伤体积比曲线判别不同设计方案对增强坝体抗震能力的保护效果。