层状土场地条件下核电厂抗震数值分析模型及应用研究

发布时间：2020-04-09 07:15

【摘要】：随着国家重提“加快核电发展”的能源战略,核电在我国调整能源结构、实施节能减排中的重要作用日益显现。鉴于核电岩基等优质的场地条件日益稀缺以及内陆核电发展的需要,积极开展非岩性地基条件下核电厂房的地震适应性分析有着重要的工程意义。本文以某核电工程在200米深覆盖土地基条件下兴建CPR1000百万千瓦级核电站的适应性为背景,开展土基条件下核反应厂房的抗震数值分析模型的研究,其中考虑土体动力非线性特性,改进了实现方式,并基于大型通用软件ANSYS的二次开发平台,开展了非岩性成层天然场地的非线性动力分析,并建立土-结构相互作用模型的阻抗子结构法进行了楼层反应谱的动力响应分析。具体内容如下： (1)依据邓肯-张(Duncan-Chang)非线性弹性地基模型,基于ANSYS的APDL二次开发,编制了计算机仿真分析程序。考虑了施工逐级加载的过程,能动态修改岩土特性参数,进行岩土地基的非线性计算,并讨论了在非线性有限元分析时存在的问题和修正的方法,通过实验模拟对比分析验证了该模型的正确性,为非岩性地基的地震工况分析提供了初始土体参数和初始静力场。 (2)总结了国内外土层地基地震响应分析方法的研究现状,简要介绍了工程上广泛应用的等价线性法的基本原理,分析了其优、缺点,简述了其最新进展。通过结合一维剪切谐波传播和等价线性法理论,基于编制了水平成层覆盖土场地地震响应分析的频域计算程序。通过与国内外普遍采用了SHAKE91程序的对比,证明了该程序的正确性,加深了对等价线性法的理解。 (3)简要介绍了现行国内外等价线性法分析软件的发展现状,综合考虑各分析软件的优势和不足,基于ANSYS通用软件提出了一种更适于地震荷载特点的改进的等价线性法时域计算模型。这一模型中,解决了材料阻尼定义模糊的问题,以地震的起震、强震、衰减三段区分考虑了地基参数在地震历程中的变化,研究了其对精度的影响。通过shake91、GEODYNA和ANSYS的多模型对比分析,验证了该等价线性法模型的正确性。基于ANSYS的重叠单元、生死单元和重启动技术考虑了地震能量随时间历程的不平稳性,解决了传统等价线性法获得的剪切模量偏低而阻尼比偏高,使得土体人为的过度软化的问题,使计算结果更加合理准确。 (4)在此基础上采用阻抗子结构法建立了楼层谱的动力计算模型,揭示了非岩性成层土地基对核电厂结构动力响应的影响。其中,兼容ANSYS的动力后处理模式,以差分法由位移获得速度、加速度响应时程。通过GEODYNA软件的结果对比分析,验证了该方法在非岩性地基条件下核电厂地震分析的适应性。
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我国共有17台机组相继并网（表1.1)，总装机容量约1475万千瓦，占全国发电总量的2%。其分布如图1.1所示。十《 教?站4?考由吉林./, j?阳?■ 辽宁i田湾任电姑甘摩 内蒙古 北尹 ? >■ * ■^ ”取。 史 ^ y / .. Ulu^ih^ tatiZ ?‘ ■?山tl屒海 宁夏 山B ,山东 ▲▲西藏 -.￠58 ±k ,.. I AAA四川重庆湖北 ?? .::. 媝▲▲▲▲湖南江西 ........I大丑湾_■ft? S{/ ■ |k?_ ????云南 广西；；东p阂，

本文编号：2620466