核电软基厂址地震响应分析与影响研究

摘要

考虑土体非线性动力特征，开展层状土场地条件下核电厂自由场的地震响应分析，是确定内陆非岩基厂址条件下核电厂房抗震设计地震动输入的重要途径。目前工程界自由场地的动力分析主要以一维频域法为主，这与三维的结构-地基动力相互作用分析模型之间存在一定衔接问题。体现于一维频域模型和三维时域自由场地动力分析模型结构间存在一定差异，原频域模型在位移频谱获得和加速度时程响应信号导出问题上存在一定的应用困难。
　　本研究对比分析了几种软土场址的时、频域模型，提出了以加速度传递函数形式来表征的频域分析的方法。并将其与原频域方法及时域的方法的分析结果进行了对比。在地震响应分析中，土层竖向振动通常被忽略。然而一系列的研究表明，地层竖向放大响应不同于水平向。因此单一使用一维频域计算而忽略竖向与另一水平向的地震加载，将会导致较大真实响应分析误差。构建三维频域分析模型，通过采用三维单元应力状态计算，考虑另一水平向及竖向振动对场地自由场响应的影响，测试竖向与水平向振动的联系，并实验出明显不同的振动特性。为此进行了层状土基三向频域影响因素分析，其中三向加载地震动的强度，层状土基的水位线浮动和三向地震动的加载方式对场地土层的地震响应影响较大。通过对以上影响因素的研究，使之适用于核电工程结构抗震设计与数值分析。场地土层震陷是导致其上建筑物破坏的主要原因之一。软化模量法认为地震作用使土体内部损伤，模量降低，在自重等外荷载作用下会引起的附加沉陷即震陷。采用软化模量法计算了某五层地基的地震震陷，计算结果合理可靠。

目录

声明

1 绪论

1.1我国能源结构及调整方向

1.2 世界核电的发展

1.3 中国核电发展

1.4核电站结构地震反应分析

1.5 非岩石地基自由场地震反应分析

1.6 本文的主要工作

2 一维加速度传递函数频域分析

2.1 引言

2.2 等效线性的基本原理

2.3 一维频域计算基本方法

2.4 加速度传递函数构建一维频域分析模型

2.5 加速度传递函数构建一维频域算例分析

2.6 本章小结

3 层状土基时域动力分析

3.1 引言

3.2 时域分析基本方法

3.3 时频域自由场动力分析的等价阻尼模型调整

3.4 本章小结

4 多向地震荷载作用场地响应分析

4.1 引言

4.2 构建三维地震动输入频域分析模型

4.3 多向地震荷载下场地响应影响因素分析

4.4 层状土基三向频域影响因素分析结论

5 软化模量法计算土层震陷

5.1 引论

5.2 软化模量法的基本概念

5.3 软化模量法计算震陷的步骤

5.4 软化模量法的计算震陷算例

5.5 地震震陷计算

5.6本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢