核电站岩体地基抗震适应性评价技术

绪论 1

第一部分 核电站岩体地基的调查、试验及地震稳定性评价方法 5

第1章 核电站的现状与抗震评价 5

1.1核电站设施 5

1.1.1沸水反应堆 5

1.1.2压水反应堆 7

1.2核电站抗震评价 8

1.3核电站发展现状 9

1.3.1国际核电发展 9

1.3.2中国核电发展 10

第2章 地基的调查和试验方法 12

2.1地质与地质构造调查 12

2.1.1钻孔调查 12

2.1.2勘探坑调查 13

2.1.3沟渠调查 13

2.2岩石物理力学参数的确定 15

2.3地基岩体物理力学参数的确定 19

第3章 岩体地基的设计载荷 22

3.1抗震设计要求 22

3.2设计地震荷载 24

3.2.1地基的设计地震力 24

3.2.2建筑物对地基的作用力 27

第4章 抗震设计中地基条件的设定 28

4.1地质构造和地基模型 28

4.2岩体分类和地基模型 30

4.3地基力学性能的评价 32

4.3.1强度特性 32

4.3.2变形特性 33

第5章 岩体地基稳定性评价方法 35

5.1稳定性分析方法 35

5.1.1滑动面法等传统方法 35

5.1.2静态分析 38

5.1.3动态分析 39

5.2稳定性评价的内容和标准 39

5.2.1评估内容 39

5.2.2地基稳定性的评估标准 41

第二部分 原位岩体三轴试验方法与裂隙力学参数测试技术 45

第6章 新型原位岩体三轴试验方法及其工程应用 45

6.1试验装置 45

6.2原位岩体三轴试验方法的应用实例 48

6.2.1地基岩体的概况 48

6.2.2钻头的选取 50

6.2.3现场试件的制备 54

6.2.4原位岩体三轴试验方法 54

6.2.5试验结果及分析 59

第7章 新型岩体剪切试验装置的开发与裂隙力学行为 66

7.1直剪试验装置的硬件和软件系统 67

7.1.1裂隙岩体的垂直刚度 67

7.1.2试验装置的硬件系统 67

7.1.3试验装置的软件系统 69

7.2裂隙的剪切力学行为 72

7.2.1裂隙试件的制备 72

7.2.2试验装置的调试 76

7.2.3人工裂隙面的剪切力学行为 77

7.2.4自然裂隙面的剪切力学行为 79

第8章 裂隙岩体直接剪切宏细观力学特性 82

8.1岩石材料的颗粒流程序表达 82

8.1.1颗粒流理论 82

8.1.2本构模型 83

8.2细观物理力学性质参数确定 84

8.3裂隙面直接剪切数值试验 86

8.3.1裂隙面数值模型构建 86

8.3.2边界条件实现 87

8.3.3直接剪切数值试验的实现 88

8.4裂隙面受剪细观力学特性演化机制分析 89

8.4.1裂隙面宏观力学特性分析 89

8.4.2粒间接触力演化过程 89

8.4.3裂纹扩展过程 91

8.4.4能量演化过程 94

8.4.5颗粒旋转弧度演化分析 96

第9章 节理发育形态对非均质基岩力学特性影响 99

9.1模型试验台 99

9.1.1试验装置 99

9.1.2节理基岩模型 100

9.1.3类岩石材料的力学特性 100

9.1.4试验加载方法及方案 101

9.2模型试验结果 104

9.2.1剪切变形分析 104

9.2.2基岩模型的破坏过程 106

9.2.3剪切强度分析 106

9.2.4节理密度的影响 108

第三部分 核电站岩体地基抗震稳定性研究实例 113

第10章 核电站岩体地基抗震稳定性静态分析 113

10.1核电站的岩体地基及其物理力学性质 113

10.2地基模型的建立与加载条件 115

10.2.1数值模型的建立 115

10.2.2静态分析中的边界条件和地震荷载 116

10.3地基的自重平衡状态 117

10.4水平地震力作用下地基的力学行为 118

10.5垂直地震力作用下地基的力学行为 138

10.6水平和垂直地震力共同作用下地基的力学行为 149

第11章 核电站岩体地基抗震稳定性动态分析 161

11.1动态有限元法和离散元法的基本原理 161

11.1.1动态有限元法的基本原理 161

11.1.2动态离散元法的基本原理 165

11.2动态分析模型的建立 167

11.3地震波的选择与反演计算 170

11.3.1地震波的选择 170

11.3.2地震波的反演计算 173

11.4动力计算结果与对比分析 177

参考文献 183