砂土動(dòng)力本構(gòu)模型及核電站取水結(jié)構(gòu)抗震性能研究.pdf

1、盡管我國是一個(gè)地震頻發(fā)的國家，但面對(duì)日益加劇的能源緊缺和匱乏問題，政府不得不支持和發(fā)展核電來解決這一供求矛盾。由于核電站發(fā)生事故會(huì)引起災(zāi)難性的后果，所以保證核電站運(yùn)行的安全穩(wěn)定極其重要，特別是在強(qiáng)震作用下，土層液化將會(huì)引起核電站建筑物發(fā)生嚴(yán)重破壞。為了建立合適的砂土動(dòng)力本構(gòu)模型，并分析強(qiáng)震作用下可液化場地核電站結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)，本文提出了新的三維多重機(jī)構(gòu)邊界面模型，并利用Opensees軟件對(duì)可液化場地核電站取水結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行了研究，

2、具體的研究工作和研究成果如下:
　　(1)以土的臨界狀態(tài)和邊界面塑性理論為基礎(chǔ)，引入狀態(tài)參數(shù)，考慮砂土的剪脹特性，提出一個(gè)新型三維多重機(jī)構(gòu)邊界面模型。模型將復(fù)雜的宏觀變形行為分解為一個(gè)宏觀體應(yīng)變機(jī)構(gòu)和一系列空間分布的虛擬一維微觀剪切機(jī)構(gòu)。每個(gè)微觀剪切機(jī)構(gòu)包含一個(gè)微觀剪應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系和一個(gè)微觀應(yīng)力-剪脹關(guān)系。利用三軸壓縮試驗(yàn)應(yīng)力條件，建立典型宏微觀參數(shù)之間的關(guān)系。模型包含12個(gè)參數(shù)，多數(shù)可用具有明確物理意義的土性參數(shù)來確定。通過對(duì)砂

3、土三軸壓縮試驗(yàn)、空心圓柱剪切試驗(yàn)以及三軸循環(huán)扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)值模擬，表明模型不但能夠合理反映在排水或不排水條件下砂土的硬化及軟化特性，而且能在不增加任何參數(shù)條件下預(yù)測應(yīng)力主軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的變形累積特性和應(yīng)變?cè)隽恐鬏S與應(yīng)力主軸之間的非共軸特性，以及循環(huán)加載條件下的砂土應(yīng)力路徑和剪應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。
　　(2)基于Opensees建立了取水結(jié)構(gòu)-地基土體的二維平面有限元模型，在考慮場地地基土體可能發(fā)生液化的前提下，輸入地震波，研究取水結(jié)構(gòu)和