深厚覆蓋層上核島廠房的動(dòng)力響應(yīng)研究.pdf

1、核電作為一種新的清潔能源，成為了代替化石能源的重要選擇，其能量的密度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的好于現(xiàn)今的太陽(yáng)能和風(fēng)能等。因此，當(dāng)今及今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期，核電都將是中國(guó)積極發(fā)展的能源形式之一。核電站抗震安全是非常重要的方面，必須保證核電站工程結(jié)構(gòu)及其設(shè)備在考慮局部場(chǎng)地特征的地震動(dòng)作用下滿足結(jié)構(gòu)的完整性和設(shè)備的運(yùn)行可行性。在核電工程中，核島地基的適應(yīng)性分析與研究是限制核電廠廠址選擇的首要環(huán)節(jié)，更進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，核電站廠址地基的抗震適應(yīng)性分析研究是核電站抗震設(shè)計(jì)

2、的核心技術(shù)。目前，核電建設(shè)可供選擇的巖性地址條件正在逐漸減少，因此有必要研究深厚覆蓋層上核島廠房的動(dòng)力響應(yīng)，為今后核電廠址選擇及可行性論證提供參考。
　　論文在創(chuàng)建有限元計(jì)算模型時(shí)，綜合考慮了核島廠房與覆蓋土層之間的相互作用、覆蓋土層的非線性特性及地震波動(dòng)輸入方式。計(jì)算過(guò)程可簡(jiǎn)述為:(1)采用自由場(chǎng)模型，即覆蓋土層模型，僅在模型底部施加粘彈性人工邊界單元，側(cè)邊界采用剪切邊界（考慮S波垂直入射時(shí)，側(cè)邊界豎向約束;考慮P垂直入射時(shí)，側(cè)

3、邊界水平向約束），并在底邊界處施加等效節(jié)點(diǎn)荷載實(shí)現(xiàn)地震波動(dòng)垂直入射，繼而得出自由場(chǎng)邊界處的應(yīng)力和運(yùn)動(dòng)量。(2)創(chuàng)建核島廠房與深厚覆蓋層的整體模型，模型邊界均采用粘彈性人工邊界單元，側(cè)邊界單元參數(shù)根據(jù)相同高度土層的模量來(lái)確定，通過(guò)上一步自由場(chǎng)計(jì)算得到的應(yīng)力和運(yùn)動(dòng)量計(jì)算等效荷載來(lái)實(shí)現(xiàn)地震波動(dòng)輸入，從而計(jì)算深厚覆蓋層上核島廠房的動(dòng)力響應(yīng)。論文主要開(kāi)展的工作有以下內(nèi)容:
　　首先，采用上述方法計(jì)算了二維深厚覆蓋土層自由場(chǎng)動(dòng)力反應(yīng)，通過(guò)等價(jià)

4、線性模型模擬土體的非線性動(dòng)力特征，與商用程序SHAKE2000計(jì)算結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證本文采用方法準(zhǔn)確性，為三維模型自由場(chǎng)計(jì)算的合理性提供依據(jù)。
　　而后，創(chuàng)建核島廠房與覆蓋土層整體模型，覆蓋土層截取區(qū)域考慮不同水平尺寸，同時(shí)采用不同類(lèi)型的人工邊界，比較上部結(jié)構(gòu)樓層反應(yīng)譜的變化規(guī)律、峰值出現(xiàn)的位置以及大小，探究邊界尺寸對(duì)粘彈性人工邊界模型的影響，從而提出了地基尺寸截取的合理范圍。
　　最后，采用前文提出的邊界尺寸合理范圍模型，分別