深厚覆蓋層條件下核電廠地震響應(yīng)數(shù)值模型研究與應(yīng)用
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【摘要】:日前,我國的霧霾污染日益嚴重并受到廣泛關(guān)注,加快“核電能源發(fā)展”戰(zhàn)略被重新提上日程。隨著能源需求不斷增長,以核電為代表的清潔能源日益占有重要地位。但隨著巖基等優(yōu)質(zhì)場地日益稀缺,在深厚覆蓋層條件下建核電廠的適宜性論證工作迫在眉睫。本文以某180米深的核電非巖性覆蓋層場地和上層反應(yīng)堆廠房為研究對象,考慮土體在動力荷載下的非線性效應(yīng)。基于等價線性法和一維剪切波傳播理論編制了等價線性法頻域C++程序,并以通用軟件ANSYS為平臺進行二次開發(fā),實現(xiàn)了等價線性法的時域計算模型,分別將自編的時頻域程序與工程上廣泛應(yīng)用的SHAKE91程序進行了地基自由場結(jié)果對比,驗證了所開發(fā)程序的合理性。最后,對比巖性地基與深厚覆蓋層場地下的核電廠房樓層反應(yīng)譜,討論了深厚覆蓋層對核電上部結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響。具體主要包括以下幾個方面:(1)介紹了鄧肯-張(Duncan-Chang)這一工程中常用的地基靜力模型,簡要闡述了鄧肯—張E-v模型和E-B模型的區(qū)別和聯(lián)系,以鄧肯—張E-v模型為理論基礎(chǔ),在ANSYS平臺上實現(xiàn)了該模型的計算程序,且考慮了地基上部結(jié)構(gòu)分步逐級加載的實際情況。針對某一核電廠的深厚覆蓋層地基進行了靜力計算,得到了該地基模型靜力場的位移和應(yīng)力結(jié)果。(2)對間接考慮土體動力非線性的等價線性法理論進行了介紹。總結(jié)了該方法的優(yōu)點和不足以及發(fā)展現(xiàn)狀,對等價線性法的基本迭代理論進行了詳細介紹。介紹了一維剪切波傳播理論,將該理論與等價線性法相結(jié)合,基于C++平臺編制了等價線性法頻域計算程序,并對層狀地基自由場動力分析的影響因素進行了研究,最后與國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的SHAKE91程序進行了算例對比,驗證了所開發(fā)C++程序的準確性,同時為等價線性法時域程序的實現(xiàn)提供了參考。(3)結(jié)合等價線性法和時域下的逐步積分動力計算理論,基于ANSYS軟件的二次開發(fā)實現(xiàn)了時域下的等價線性法計算。建立場地土體的三維有限元模型,根據(jù)不同地震波的輸入模式,確定模型底面及側(cè)面邊界的約束情況。網(wǎng)格尺寸根據(jù)地基材料特性選定,使地震波的主頻成份得以通過。在時域方法的實現(xiàn)過程中對時域計算模型的建立、模型邊界的處理、地震動的等效輸入以及阻尼的計算方法進行了詳細的討論和介紹。(4)對比基巖條件下和深厚覆蓋層條件下核電結(jié)構(gòu)關(guān)鍵點處的樓層加速度反應(yīng)譜,簡要分析了深厚覆蓋層對上部結(jié)構(gòu)地震動響應(yīng)的影響。
【學(xué)位授予單位】:大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TU311.3
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,本文編號:1244065
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