考慮土-結構相互作用效應的核電廠隔震研究

《考慮土-結構相互作用效應的核電廠隔震研究》是依託同濟大學，由周志光擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：考慮土-結構相互作用效應的核電廠隔震研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：周志光
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

本項目以採用基底隔震提高核電廠的抗震性能為總體目標，研究考慮土-結構相互作用（SSI）效應時核電廠隔震結構、系統和部件（SSC）的地震回響及控制方法，內容有：比較核電廠隔震結構多質點體系模型與精細三維模型在反應SSC地震回響方面的不同，探索核電廠隔震結構分析模型的建立方法；建立適用於核電廠隔震結構非線性SSI分析的數值方法，研究SSI對核電廠SSC（包括設備和管線系統）地震回響的影響；進行土與核電廠隔震結構相互作用體系振動台模型試驗，研究軟土、中硬土和剛性地基上核電廠隔震結構的地震反應特性和隔震效果；研究隔震體系的特徵參數與SSC地震回響之間的聯繫，尋求通過調整隔震體系的特徵參數來控制SSC地震回響的方法，特別是控制豎向回響的方法。以上研究為核電能源安全提供重要的技術支撐，提升我國在核電廠抗震研究這一領域的自主創新能力，並有助於按照全球最高安全要求新建核電項目這一政策的實施。

結題摘要

現階段我國大力發展核能，但基底隔震技術在核電領域套用較少。本項目以採用基底隔震提高核電廠的抗震性能為總體目標，研究了考慮土-結構相互作用（SSI）效應時核電廠隔震結構、系統和部件（SSC）的地震回響及控制方法，為我國核電結構採用隔震技術和選址等提供技術及數據支撐，提升我國在核電廠抗震研究領域的自主創新能力，並有助於“按照全球最高安全要求新建核電項目”政策的實施。首先，以第三代核反應堆AP1000核電廠結構為原型建立了精細三維模型和多質點體系模型，兩種模型在三向地震作用下SSC地震回響存在一定的差異。其次，對核電結構採用時域和頻域分析的計算結果進行了對比，提出了適用於核電廠隔震結構非線性SSI 分析的頻域和時域方法，並建立核電模型進行結構分析，發現SSI效應對上部結構水平樓層加速度反應譜有明顯影響。改變土層剪下波速研究了土層特性對採用鉛芯橡膠支座的核電廠隔震結構影響。然後，按1：40比例製作AP1000模型進行了考慮相互作用效應的核電廠隔震結構振動台試驗，分別從單向與三向地震激勵、土性地基與剛性地基、隔震與非隔震等角度對核電廠隔震結構的地震回響特性進行了分析，研究了水平與豎向回響的耦合效應、SSI效應對隔震結構地震回響的影響以及SSI效應對支座隔震效果的影響等。最後，對比分析了隔震支座滯回特性最佳化的方法。建立核電廠數值模型，通過改初始剛度、屈服剛度以及屈服力研究了變隔震體系的特徵參數對核電廠結構、系統和部件（SSC）的地震回響的影響，得到了AP1000隔震結構的性能空間曲線用於指導隔震設計，以及提出了豎向回響的控制方法和隔震區與非隔震區連線管線的安全性控制策略。