深厚覆蓋層上核島廠房的動力響應研究.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，其能量的密度要遠遠的好于現今的太陽能和風能等。因此，當今及今后相當長的一段時期，核電都將是中國積極發(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構及其設備在考慮局部場地特征的地震動作用下滿足結構的完整性和設備的運行可行性。在核電工程中，核島地基的適應性分析與研究是限制核電廠廠址選擇的首要環(huán)節(jié)，更進一步來說，核電站廠址地基的抗震適應性分析研究是核電站抗震設計

2、的核心技術。目前，核電建設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力響應，為今后核電廠址選擇及可行性論證提供參考。
　　論文在創(chuàng)建有限元計算模型時，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輸入方式。計算過程可簡述為:(1)采用自由場模型，即覆蓋土層模型，僅在模型底部施加粘彈性人工邊界單元，側邊界采用剪切邊界（考慮S波垂直入射時，側邊界豎向約束;考慮P垂直入射時，側

3、邊界水平向約束），并在底邊界處施加等效節(jié)點荷載實現地震波動垂直入射，繼而得出自由場邊界處的應力和運動量。(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，側邊界單元參數根據相同高度土層的模量來確定，通過上一步自由場計算得到的應力和運動量計算等效荷載來實現地震波動輸入，從而計算深厚覆蓋層上核島廠房的動力響應。論文主要開展的工作有以下內容:
　　首先，采用上述方法計算了二維深厚覆蓋土層自由場動力反應，通過等價

4、線性模型模擬土體的非線性動力特征，與商用程序SHAKE2000計算結果對比，驗證本文采用方法準確性，為三維模型自由場計算的合理性提供依據。
　　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，同時采用不同類型的人工邊界，比較上部結構樓層反應譜的變化規(guī)律、峰值出現的位置以及大小，探究邊界尺寸對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