放射性廢物貯存結(jié)構(gòu)的抗震分析.pdf

1、包含放射性物質(zhì)的鋼容器需要按照類(lèi)似高放廢物地質(zhì)處置的要求進(jìn)行處置,而處理此類(lèi)廢物所需的安全期較長(zhǎng),可能達(dá)到上萬(wàn)年,在此期間地震是影響廢物處置庫(kù)安全的一個(gè)重要隨機(jī)事件,對(duì)該貯存結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震研究具有重要的意義。
　　 高放廢物地質(zhì)處置庫(kù)具有兩個(gè)重要特點(diǎn):建在深地下巖體中和能夠長(zhǎng)期有效封閉放射性。這決定了結(jié)構(gòu)抗震分析的兩個(gè)主要問(wèn)題:需要確定深地下區(qū)域的地震動(dòng)參數(shù);在結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析過(guò)程中需要考慮復(fù)雜的放射性屏蔽結(jié)構(gòu)的影響。
　　

2、首先,分析了現(xiàn)有地下結(jié)構(gòu)抗震的研究現(xiàn)狀和地震學(xué)家對(duì)深地下地震動(dòng)參數(shù)變化規(guī)律的研究成果,得到了硬巖場(chǎng)地深地下地震動(dòng)參數(shù)的變化規(guī)律。形成了確定高放廢物地質(zhì)處置庫(kù)設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)的一些基本原則。根據(jù)這些基本原則,可以直接得到研究結(jié)構(gòu)所處位置的設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù);或通過(guò)與研究結(jié)構(gòu)所在場(chǎng)地相似的地面設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)和相應(yīng)場(chǎng)地設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)隨深度的變化規(guī)律,間接獲得作用在結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)。根據(jù)以上原則,從現(xiàn)有的強(qiáng)震記錄中優(yōu)化選擇,得到滿(mǎn)足廢物貯存結(jié)構(gòu)

3、場(chǎng)地條件和埋深的設(shè)計(jì)地震動(dòng)是1989年10月18日00:05的Loma Prieta強(qiáng)震記錄。
　　 接著,根據(jù)膨潤(rùn)土和輕集料混凝土的基本物性,理論分析了適合這兩種材料的本構(gòu)模型,確定采用Mohr-Coulomb本構(gòu)模型描述這兩種材料的力學(xué)行為。分別在土三軸儀和巖石三軸儀上進(jìn)行試驗(yàn),獲得了這兩種材料的相應(yīng)參數(shù),其中膨潤(rùn)土的摩擦角為23.7°,粘聚力為145.7kPa;輕集料混凝土的摩擦角為7.4°,粘聚力為4.8MPa。

4、　　 最后,對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化并采用有限元軟件ABAQUS進(jìn)行廢物貯存結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)分析,計(jì)算模型中考慮了巖體、輕集料混凝土、膨潤(rùn)土和鋼容器的相互作用,重點(diǎn)研究了地震作用下膨潤(rùn)土層的位移變化情況。研究表明選擇的該強(qiáng)震記錄的速度載荷對(duì)結(jié)構(gòu)的影響最大,加速度和位移載荷的影響相對(duì)較小;鋼容器的約束狀態(tài)對(duì)屏蔽結(jié)構(gòu)的影響較大,不僅影響膨潤(rùn)土屏蔽層與其他各層的相對(duì)位置,還可能影響頂部混凝土蓋的力學(xué)安全。
　　 本文的研究成果對(duì)于高放廢物地質(zhì)處