地震作用下核电厂工程结构的功能失效机理及抗震安全评价

为适应我国核电建设大力发展的需要，发展改进核电站核安全相关结构的抗震安全评价理论与评价方法，提高核电工程结构地震响应的计算精度，提出有效的抗震工程措施，对核电站核安全相关的关键结构-核岛厂房结构以及海域取排水构筑物在地震作用下的功能失效机理和抗震安全评价体系进行深入研究。包括：(1)非均质核岛地基地震动波场特性及作用机制；(2) 地震作用下核岛厂房结构的地震响应特性及功能失效机理；(3) 地震作用下海域工程取排水构筑物的功能失效机理；(4) 核电站核安全相关结构的功能失效风险分析及抗震安全评价体系；通过以上研究，为我国沿海及内陆地区的核电站选址、场区布局、抗震安全评价以及抗减震措施提供重要的理论基础和关键的技术对策。

我国地震活动频繁且强度大，某些核电厂址区域地址条件复杂，保障核电重要建筑物（构筑物）的抗震安全、防止核电放射性污染是重大的技术课题。本项目在解决复杂厂址条件下核电抗震安全性评价等急迫工程问题的基础上，积极参与我国在建和拟建核电站核岛工程结构的抗震适应性工程实践，主要包括法国电力集团EDF的Benchmark课题及我国首座软基核电站-河北海兴核电站项目，同期积极参与CAP1400核电重大专项课题，CAP1400与华龙I号抗震能力的分析工作，切实将核电抗震分析理论与核电工程实践密切结合，开展了抗震设计理论研究与工程应用研究，突破了计算方法、软件平台、评价指标等多方面的技术瓶颈。. 本项目取得了多项创新性成果，建立了高精度的复杂（层状、非均质）核电厂址动力分析模型，发展了核电工程结构抗震适应性分析方法；提出了核电工程结构参数不确定性动力影响的综合评价指标，分析了参数不确定性分布对CPR1000安全壳承载能力的影响；系统性研发了核岛工程结构抗震适应性的分析软件，并均已成功运用于国内外核电工程实践；提出了包括预应力钢筋预应力作用的钢筋混凝土组合模型等效本构模型；提出了结构地震动损伤破坏的多尺度分析模型和分析方法；通过数值分析和振动台模型试验，探讨了CPR1000安全壳在内压和地震作用下的极限承载能力、破坏模式和失效机理；提出了核电安全壳厂房及辅助厂房的抗减震措施和卸压防爆对策；提出了多种高效的结构可靠度分析方法；改进了适用于海洋土砂土、筑堤块石料、土与结构界面的弹塑性本构模型；研制了大规模高效的取排水构筑物动力弹塑性分析软件系统，实现复杂受力破坏全过程模拟；揭示了强震下核电厂泵房前直立墙与护岸两种构筑物的破坏模式及功能失效机理。研究成果已应用于多项核电工程实践，逐渐形成了完整的核电抗震适应性分析与评价技术，显著提高我国核电厂抗震研究水平和自主创新能力。