砂土動力本構模型及核電站取水結構抗震性能研究.pdf

1、盡管我國是一個地震頻發(fā)的國家，但面對日益加劇的能源緊缺和匱乏問題，政府不得不支持和發(fā)展核電來解決這一供求矛盾。由于核電站發(fā)生事故會引起災難性的后果，所以保證核電站運行的安全穩(wěn)定極其重要，特別是在強震作用下，土層液化將會引起核電站建筑物發(fā)生嚴重破壞。為了建立合適的砂土動力本構模型，并分析強震作用下可液化場地核電站結構的動力響應，本文提出了新的三維多重機構邊界面模型，并利用Opensees軟件對可液化場地核電站取水結構的抗震性能進行了研究，

2、具體的研究工作和研究成果如下:
　　(1)以土的臨界狀態(tài)和邊界面塑性理論為基礎，引入狀態(tài)參數(shù)，考慮砂土的剪脹特性，提出一個新型三維多重機構邊界面模型。模型將復雜的宏觀變形行為分解為一個宏觀體應變機構和一系列空間分布的虛擬一維微觀剪切機構。每個微觀剪切機構包含一個微觀剪應力-應變關系和一個微觀應力-剪脹關系。利用三軸壓縮試驗應力條件，建立典型宏微觀參數(shù)之間的關系。模型包含12個參數(shù)，多數(shù)可用具有明確物理意義的土性參數(shù)來確定。通過對砂

3、土三軸壓縮試驗、空心圓柱剪切試驗以及三軸循環(huán)扭轉(zhuǎn)試驗結果的數(shù)值模擬，表明模型不但能夠合理反映在排水或不排水條件下砂土的硬化及軟化特性，而且能在不增加任何參數(shù)條件下預測應力主軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的變形累積特性和應變增量主軸與應力主軸之間的非共軸特性，以及循環(huán)加載條件下的砂土應力路徑和剪應力-應變關系。
　　(2)基于Opensees建立了取水結構-地基土體的二維平面有限元模型，在考慮場地地基土體可能發(fā)生液化的前提下，輸入地震波，研究取水結構和