深厚覆蓋層條件下核電廠地震響應(yīng)數(shù)值模型研究與應(yīng)用.pdf

1、日前，我國(guó)的霧霾污染日益嚴(yán)重并受到廣泛關(guān)注，加快“核電能源發(fā)展”戰(zhàn)略被重新提上日程。隨著能源需求不斷增長(zhǎng)，以核電為代表的清潔能源日益占有重要地位。但隨著巖基等優(yōu)質(zhì)場(chǎng)地日益稀缺，在深厚覆蓋層條件下建核電廠的適宜性論證工作迫在眉睫。本文以某180米深的核電非巖性覆蓋層場(chǎng)地和上層反應(yīng)堆廠房為研究對(duì)象，考慮土體在動(dòng)力荷載下的非線性效應(yīng)?；诘葍r(jià)線性法和一維剪切波傳播理論編制了等價(jià)線性法頻域C++程序，并以通用軟件ANSYS為平臺(tái)進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)

2、現(xiàn)了等價(jià)線性法的時(shí)域計(jì)算模型，分別將自編的時(shí)頻域程序與工程上廣泛應(yīng)用的SHAKE91程序進(jìn)行了地基自由場(chǎng)結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證了所開發(fā)程序的合理性。最后，對(duì)比巖性地基與深厚覆蓋層場(chǎng)地下的核電廠房樓層反應(yīng)譜，討論了深厚覆蓋層對(duì)核電上部結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響。具體主要包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)介紹了鄧肯-張（Duncan-Chang）這一工程中常用的地基靜力模型，簡(jiǎn)要闡述了鄧肯—張E-v模型和E-B模型的區(qū)別和聯(lián)系，以鄧肯—張E-v模型為理論

3、基礎(chǔ)，在ANSYS平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了該模型的計(jì)算程序，且考慮了地基上部結(jié)構(gòu)分步逐級(jí)加載的實(shí)際情況。針對(duì)某一核電廠的深厚覆蓋層地基進(jìn)行了靜力計(jì)算，得到了該地基模型靜力場(chǎng)的位移和應(yīng)力結(jié)果。
　　(2)對(duì)間接考慮土體動(dòng)力非線性的等價(jià)線性法理論進(jìn)行了介紹?？偨Y(jié)了該方法的優(yōu)點(diǎn)和不足以及發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)等價(jià)線性法的基本迭代理論進(jìn)行了詳細(xì)介紹。介紹了一維剪切波傳播理論，將該理論與等價(jià)線性法相結(jié)合，基于C++平臺(tái)編制了等價(jià)線性法頻域計(jì)算程序，并對(duì)層狀地基自

4、由場(chǎng)動(dòng)力分析的影響因素進(jìn)行了研究，最后與國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用的SHAKE91程序進(jìn)行了算例對(duì)比，驗(yàn)證了所開發(fā)C++程序的準(zhǔn)確性，同時(shí)為等價(jià)線性法時(shí)域程序的實(shí)現(xiàn)提供了參考。
　　(3)結(jié)合等價(jià)線性法和時(shí)域下的逐步積分動(dòng)力計(jì)算理論，基于ANSYS軟件的二次開發(fā)實(shí)現(xiàn)了時(shí)域下的等價(jià)線性法計(jì)算。建立場(chǎng)地土體的三維有限元模型，根據(jù)不同地震波的輸入模式，確定模型底面及側(cè)面邊界的約束情況。網(wǎng)格尺寸根據(jù)地基材料特性選定，使地震波的主頻成份得以通過。在時(shí)域