[发明专利]核电厂防波堤的地震安全评价方法

说明书

本发明公开了一种核电厂防波堤的地震安全评价方法，其包括以下步骤：采用有限元动力法计算防波堤在基准地震过程中所有时刻的最小安全系数；将计算出的所有时刻的最小安全系数与预设值进行比较，如果最小安全系数小于预设值，则继续进行后续步骤；采用块体滑移法计算基准地震后防波堤的最大滑移量，基于动力固结方程和弹塑性模型的有效应力分析方法，计算基准地震后防波堤的最终变形量；将计算出的防波堤的最大滑移量、最终变形量与防波堤的工程参数进行比较，判断防波堤是否满足防震要求。相对于现有技术，本发明更加接近防波堤地震状态下真实破坏的状态，在科学保证安全的前提下更加经济、合理、环保。

技术领域

本发明属于核电技术领域，更具体地说，本发明涉及一种核电厂防波堤的地震安全评价方法。

背景技术

滨海核电厂的冷却水通常采用取水明渠取水，防波堤主要作用是保证核电厂在正常运营工况下取水前池的水面波动符合规范要求，并且满足重要厂用水取水要求。因为核电厂的最终热阱为大海，组成取水明渠的取水防波堤本身不承担最终热阱功能，但由于其损坏有可能导致高类物项(即明渠)堵塞，危害取水明渠的安全功能，因此根据《核安全导则》要求，要么将其标准提高，要么论证其在基准地震动作用下不会倒塌或不会丧失功能。

由于地震具有突发性，一旦发生丧失最终热阱的事故，形成的次生灾害将造成难以估量的人民生命财产损失。另外地震具有不确定性，不能保证结构在强震作用下处于弹性状态或弱非线性状态。强震作用下核电厂防波堤的非连续、大变形的研究难以达到要求，难以论证清楚其强震下的破坏模式和形态，因此目前国内在核电厂取水防波堤地震安全评价论证中主要采用滑面稳定分析法以及有限元动力分析法，用论证其在SL-2地震(极限安全地震动)工况下安全系数大于1.5(滑面稳定)或者1.0(有限元动力)，论证其不破坏以满足导则及规范要求，即把它提高到与上一级构筑物同样的标准。该分析方法从工程的角度解决了过去核电厂防波堤抗震分析的问题，论证了防波堤的抗震安全性，但是却过于粗略，模型不能准确地重演或再现工程破坏现象，不能准确地反映地震工况下的破坏模式，过于保守。

下面对国内核电厂目前采用的分析方法的优缺点进行说明。

第一，条分法。首先是瑞典条分法，该方法不考虑条块间的作用力，采用瑞典圆弧法获得的最危险滑弧深度较大，其对应的安全系数较小，过于保守。另外就是毕肖普法，考虑了条间水平向力，毕肖普法安全系数比瑞典条分法合理，在目前工程分析中较为常用，但却不能反映土工构筑物动力响应特性的差异。

第二，拟静力有限元法。该方法将有限元动力响应分析获得的加速度反应峰值输入，采用有限元圆弧搜索法计算安全系数。如图1所示，该方法在一定程度上考虑了不同工程的地震响应特性，但是却不能反映构筑物加速度响应的时程动态变化。

通过以上论述可知，由于我国核电起步晚，早期缺乏经验，核电厂防波堤的地震安全评价方法往往以简单、保守的稳定分析为主，有时造成过于安全，不利于优化抗震措施。

有鉴于此，确有必要提供一种在保证安全的前提下，更加经济、合理、环保的核电厂防波堤的地震安全评价方法。

发明内容

本发明的发明目的在于：在保证安全的前提下，提供一种更加经济、合理、环保的核电厂防波堤的地震安全评价方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供一种核电厂防波堤的地震安全评价方法，其包括以下步骤：

S1、采用有限元动力法计算防波堤在基准地震过程中所有时刻的最小安全系数；

S2、将计算出的所有时刻的最小安全系数与预设值进行比较，判断防波堤是否满足防震要求：如果最小安全系数不小于预设值，则判定防波堤满足防震要求；如果最小安全系数小于预设值，则继续进行后续步骤；

S3、采用块体滑移法计算基准地震后防波堤的最大滑移量，基于动力固结方程和弹塑性模型的有效应力分析方法，计算基准地震后防波堤的最终变形量；