層狀地基對(duì)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(jī)提供了可靠地途徑。我國(guó)的核能發(fā)展空間很大，積極發(fā)展核電對(duì)緩解我國(guó)的電力問(wèn)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(yán)重的，這樣的先例已經(jīng)在一些國(guó)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(chǎng)地復(fù)雜性、結(jié)構(gòu)-地基動(dòng)力相互作用及地震荷載施加等問(wèn)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(chǎng)地往往存在軟弱夾層，多呈層狀分布，為了使計(jì)算分析更接近實(shí)際情況，分析研究層狀地基對(duì)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(xì)積分算法，分別推導(dǎo)了二維和三維情況下層狀地基動(dòng)力剛度矩陣的計(jì)算方法，建立了基于精細(xì)積分法的層狀地基動(dòng)力精細(xì)化模型。對(duì)于二維層狀地基動(dòng)力模型，為驗(yàn)證精細(xì)積分算法的可靠性，研究分析了由高速列車(chē)運(yùn)動(dòng)引起地面震的動(dòng)輻射問(wèn)題。分析了列車(chē)荷載作用下，自由場(chǎng)地地面的動(dòng)力響應(yīng)，為分析列車(chē)引發(fā)振動(dòng)問(wèn)題提供了

3、有效方法。同時(shí)分析了荷載引起的剛性基礎(chǔ)震動(dòng)問(wèn)題，結(jié)果與時(shí)域內(nèi)邊界元方法進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證了精細(xì)積分法的可靠性。
　　考慮層狀地基動(dòng)力模型與上部核電廠(chǎng)房的相互作用對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響，對(duì)于上部核電廠(chǎng)房采用集總參數(shù)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化。
　　本文結(jié)合精細(xì)積分算法和傅里葉變換將層狀地基的波動(dòng)方程轉(zhuǎn)換為頻率-波數(shù)域內(nèi)的常微分方程進(jìn)行求解，獲得層狀地基的動(dòng)力剛度以及自由場(chǎng)地地面響應(yīng)的頻域解。精細(xì)積分法不但可以精確求解層狀地基中波的傳播問(wèn)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(wèn)題。將獲得的地面動(dòng)力響應(yīng)及動(dòng)力剛度頻域解經(jīng)傅里葉逆變換轉(zhuǎn)換到時(shí)間-空間域，最終獲得時(shí)域解。文中對(duì)分別基于有限元的直接發(fā)和基于精細(xì)積分算法的子結(jié)構(gòu)法對(duì)不同地基情況下樓層反應(yīng)譜進(jìn)行對(duì)比分析，顯示了精細(xì)積分算法對(duì)于計(jì)算分析層狀地基對(duì)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(duì)核電廠(chǎng)房樓層反應(yīng)譜的影響。計(jì)算分析發(fā)現(xiàn)，均質(zhì)場(chǎng)地條件下核電站廠(chǎng)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