核电站防浪堤地震动力响应分析

摘要

近年来随着核电工程的快速发展,与核电厂取排水设施相关的防浪堤等水工建筑物的地震安全问题越来越受到专家学者的广泛关注。核电站厂址多数临海,防浪堤作为海防工程可以抵御海潮及海啸对核电厂区的威胁,地震时一旦发生破坏,将严重威胁核电厂区运营安全。因此,通过动力计算得到防浪堤动态地震响应及破坏模式,对核电站的安全运营具有举足轻重的意义。
　　本文提出了适用于防浪堤地震动力响应的数值模拟方法。详细研究了计算动力响应的显式动力学方法,详细介绍了用于流固耦合分析的ALE计算理论,详细阐述了强度折减有限元方法,为建立防浪堤地震动力响应模型及仿真提供了理论依据。
　　本文结合秦山核电厂一期海堤工程的工程结构和地质特点,建立了防浪堤地震动力响应模型,对仿真过程中涉及的几种强度准则进行了分析,并给出的各准则间的转换方法,详细阐述了防浪堤地震动力响应数值仿真模型的建立方法,包括初始地应力计算、人工边界的添加、阻尼的选取、地震波的调整等,并给出了防浪堤地震完全动力分析的建模及仿真流程。
　　本文利用通用有限元分析软件ls-dyna,对防浪堤在两级地震动输入(SL-I、SL-II)下的地震动力响应进行了分析,主要研究了防浪堤在地震过程中的位移响应、动应力响应及永久变形。本文结合防浪堤地震动响应分析结果,采用强度折减有限元方法,对防浪堤抗滑及抗震性能进行了分析评价。
　　本文采用ALE流固耦合仿真方法,对设计基洪水位下防浪堤多级地震动力响应进行了分析,对比得出了水体对防浪堤地震动响应的影响规律,并采用强度折减有限元方法,对防浪堤在基洪水位下的抗滑及抗震性能进行了综合评价。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 二级地震设计方法及物项分类

1.3 核电站防浪堤抗震设防标准

1.4 研究现状

1.5 本文主要工作

第二章 防浪堤地震动力响应分析理论及方法

2.1 引言

2.2 显式计算理论

2.3 ALE计算理论

2.4 强度折减有限元法

2.5 本章小结

第三章 防浪堤地震动力响应分析数值仿真模型

3.1 引言

3.2 防浪堤布置及断面形式

3.3 工程地质概况

3.4 岩土体弹塑性计算参数调整

3.5 仿真模型边界条件及加载方法

3.6 本章小结

第四章 防浪堤地震动力响应数值计算及稳定性分析

4.1 引言

4.2 两级地震激励下防浪堤响应分析

4.3 防浪堤抗滑及抗震稳定性分析

4.4 本章小结

第五章 考虑流固耦合作用下地震动力响应数值计算

5.1 引言

5.2 流固耦合数值仿真模型

5.3 防浪堤地震动力响应分析

5.4 防浪堤抗滑及抗震稳定性分析

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文