層狀地基對核電結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)影響分析.pdf

1、核能作為一種清潔、高效的新興能源，為解決全球的能源危機提供了可靠地途徑。我國的核能發(fā)展空間很大，積極發(fā)展核電對緩解我國的電力問題提供了保證。核電具有其自身的優(yōu)越性，但核電結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生破壞導(dǎo)致的后果是非常嚴重的，這樣的先例已經(jīng)在一些國家發(fā)生。為保證核電結(jié)構(gòu)的安全性，避免核電結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞導(dǎo)致核泄漏，分析地震等自然因素導(dǎo)致核電結(jié)構(gòu)破壞是非常重要的。結(jié)構(gòu)和場地復(fù)雜性、結(jié)構(gòu)-地基動力相互作用及地震荷載施加等問題都需要在核電站結(jié)抗震分析中綜合考慮。

2、考慮到天然場地往往存在軟弱夾層，多呈層狀分布，為了使計算分析更接近實際情況，分析研究層狀地基對核電結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響非常關(guān)鍵。
　　本文基于精細積分算法，分別推導(dǎo)了二維和三維情況下層狀地基動力剛度矩陣的計算方法，建立了基于精細積分法的層狀地基動力精細化模型。對于二維層狀地基動力模型，為驗證精細積分算法的可靠性，研究分析了由高速列車運動引起地面震的動輻射問題。分析了列車荷載作用下，自由場地地面的動力響應(yīng)，為分析列車引發(fā)振動問題提供了

3、有效方法。同時分析了荷載引起的剛性基礎(chǔ)震動問題，結(jié)果與時域內(nèi)邊界元方法進行了對比驗證了精細積分法的可靠性。
　　考慮層狀地基動力模型與上部核電廠房的相互作用對計算結(jié)果的影響，對于上部核電廠房采用集總參數(shù)模型進行簡化。
　　本文結(jié)合精細積分算法和傅里葉變換將層狀地基的波動方程轉(zhuǎn)換為頻率-波數(shù)域內(nèi)的常微分方程進行求解，獲得層狀地基的動力剛度以及自由場地地面響應(yīng)的頻域解。精細積分法不但可以精確求解層狀地基中波的傳播問題，而且可避免

4、普遍采用的傳遞矩陣法中面臨的指數(shù)溢出問題。將獲得的地面動力響應(yīng)及動力剛度頻域解經(jīng)傅里葉逆變換轉(zhuǎn)換到時間-空間域，最終獲得時域解。文中對分別基于有限元的直接發(fā)和基于精細積分算法的子結(jié)構(gòu)法對不同地基情況下樓層反應(yīng)譜進行對比分析，顯示了精細積分算法對于計算分析層狀地基對核電結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)影響分析的有效性，闡明了復(fù)雜層狀分布地基對核電廠房樓層反應(yīng)譜的影響。計算分析發(fā)現(xiàn)，均質(zhì)場地條件下核電站廠房的樓層反應(yīng)譜峰值較復(fù)雜層狀地基較小，故假設(shè)地基為層狀地