• ISSN 1673-5722
  • CN 11-5429/P

核设施一维土层地震反应分析中的参数不确定性

荆旭

荆旭. 核设施一维土层地震反应分析中的参数不确定性[J]. 震灾防御技术, 2017, 12(2): 266-275. doi: 10.11899/zzfy20170203
引用本文: 荆旭. 核设施一维土层地震反应分析中的参数不确定性[J]. 震灾防御技术, 2017, 12(2): 266-275. doi: 10.11899/zzfy20170203
Jing Xu. Uncertainty in One Dimensional Site Response Analysis for Nuclear Facilities[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 2017, 12(2): 266-275. doi: 10.11899/zzfy20170203
Citation: Jing Xu. Uncertainty in One Dimensional Site Response Analysis for Nuclear Facilities[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 2017, 12(2): 266-275. doi: 10.11899/zzfy20170203

核设施一维土层地震反应分析中的参数不确定性

doi: 10.11899/zzfy20170203
基金项目: 

国家重大科技专项子课题"核电厂工程场地地震影响及其适应性评价技术研究" 2013ZX06002001-09

科技部国家软科学研究计划 2013GXS4B075

详细信息
    作者简介:

    荆旭, 男, 生于1983年。在读博士研究生, 高工。主要从事核工程地震危险性研究。E-mail:jingxu@chinansc.cn

Uncertainty in One Dimensional Site Response Analysis for Nuclear Facilities

  • 摘要: 本文概述了一维土层地震反应分析等效线性化方法评价结果不确定性研究的进展,比较了中美两国核设施土层地震反应分析中参数不确定性的处理方法。基于实测数据,令参数随机变化,建立土层剖面模型,采用随机振动理论方法,分析了土层动力特性、剪切波速、基岩地震动输入界面对评价结果的影响。结果表明,土层剪切波速的不确定性对评价结果影响最大,主要表现为加速度反应谱平台段的延长。对比参数随机变化模型和最佳估计模型的计算结果可知,随机振动理论反映了土层对基岩地震动的影响,将随机模型分析结果的中值加减1倍标准差基本可以包络最佳估计模型的分析结果。
  • 图  1  厂址特定基岩地表地震动(SL-2)

    Figure  1.  Site specific earthquake ground motion (SL-2)

    图  2  工程场地钻孔柱状图和剪切波速剖面图

    Figure  2.  Log columns and profiles of shear wave velocity of site

    图  3  剪切模量-剪应变关系(a)和阻尼比-剪应变关系(b)

    Figure  3.  Plot of shear modulus vs. strain (a) and plot of damping ratio vs. strain (b)

    图  4  固定参数模型条件下钻孔zk1的加速度传递函数(a)和土层地表加速度反应谱(b)

    Figure  4.  Acceleration transfer function (a) and soil surface acceleration spectra (b) of zk1

    图  5  剪切波速随机变化条件下zk1的加速度传递函数(a)和地表加速度反应谱(b)

    Figure  5.  Acceleration transfer function (a) and soil surface acceleration spectrum (b) of zk1 through randomly variationon shear wave velocity

    图  6  随机生成土层动力特性曲线条件下的加速度传递函数(a)和土层地表加速度反应谱(b)

    Figure  6.  Acceleration transfer function (a) and soil surface acceleration spectrum (b) of zk1 through randomly variation on soil dynamic character

    图  7  基岩地震动输入界面深度随机变化条件下的加速度传递函数(a)和土层地表加速度反应谱(b)

    Figure  7.  Acceleration transfer function (a) and soil surface spectrum (b) of zk1 under randomly variation on depth of hard rock surface

    图  8  土层剖面随机模型与固定参数模型加速度传递函数(a)和地表加速度反应谱对比图(b)

    Figure  8.  Acceleration transfer function (a) and soil surface acceleration spectrum (b) of zk1 through randomly variation on shear wave velocity, soil dynamic character and depth of hard rock surface

    表  1  土层样品动力非线性特性

    Table  1.   The shear modulus and damping ratio vs. strain of soil samples

    序号 土层名称 剪切模量比与阻尼比 剪应变γ/10-4
    0.05 0.1 0.5 1 5 10 50 100
    1 粉质粘土 G/Gmax 0.993 0.987 0.937 0.881 0.718 0.56 0.203 0.113
    λ 0.004 0.007 0.028 0.045 0.06 0.098 0.204 0.236
    2 粉土 G/Gmax 0.993 0.986 0.936 0.879 0.749 0.599 0.23 0.13
    λ 0.004 0.007 0.023 0.033 0.068 0.11 0.22 0.251
    3 粉质粘土 G/Gmax 0.996 0.992 0.96 0.924 0.661 0.493 0.163 0.089
    λ 0.005 0.009 0.032 0.047 0.065 0.103 0.192 0.215
    4 粉质粘土 G/Gmax 0.991 0.983 0.919 0.87 0.762 0.678 0.316 0.188
    λ 0.005 0.009 0.032 0.047 0.055 0.091 0.193 0.224
    5 粉质粘土 G/Gmax 0.99 0.98 0.905 0.827 0.702 0.601 0.232 0.131
    λ 0.005 0.009 0.032 0.047 0.061 0.099 0.198 0.226
    6 粉砂 G/Gmax 0.989 0.978 0.947 0.906 0.822 0.716 0.371 0.227
    λ 0.005 0.009 0.032 0.037 0.054 0.083 0.186 0.282
    7 粉砂 G/Gmax 0.991 0.982 0.936 0.892 0.802 0.704 0.336 0.202
    λ 0.005 0.009 0.032 0.047 0.067 0.091 0.189 0.219
    8 粉质粘土 G/Gmax 0.992 0.985 0.938 0.896 0.801 0.703 0.321 0.191
    λ 0.005 0.009 0.032 0.044 0.063 0.085 0.172 0.208
    9 粉质粘土 G/Gmax 0.992 0.984 0.923 0.884 0.703 0.611 0.239 0.136
    λ 0.005 0.009 0.032 0.047 0.071 0.088 0.175 0.206
    10 粉质粘土 G/Gmax 0.993 0.986 0.935 0.886 0.713 0.624 0.249 0.142
    λ 0.002 0.005 0.022 0.038 0.075 0.093 0.198 0.242
    11 粉质粘土 G/Gmax 0.99 0.98 0.907 0.862 0.712 0.607 0.236 0.134
    λ 0.021 0.032 0.061 0.078 0.118 0.143 0.179 0.198
    12 粉质粘土 G/Gmax 0.992 0.984 0.924 0.859 0.633 0.463 0.147 0.079
    λ 0.019 0.03 0.046 0.058 0.092 0.112 0.169 0.184
    13 粉质粘土 G/Gmax 0.996 0.991 0.958 0.919 0.813 0.685 0.303 0.179
    λ 0.002 0.004 0.018 0.03 0.05 0.083 0.18 0.211
    14 粉质粘土 G/Gmax 0.989 0.978 0.913 0.876 0.782 0.701 0.413 0.262
    λ 0.017 0.025 0.041 0.044 0.053 0.066 0.128 0.189
    15 粉砂 G/Gmax 0.992 0.984 0.925 0.861 0.664 0.497 0.165 0.09
    λ 0.004 0.007 0.025 0.036 0.074 0.12 0.239 0.273
    16 粉质粘土 G/Gmax 0.994 0.989 0.946 0.897 0.728 0.572 0.211 0.118
    λ 0.005 0.009 0.03 0.041 0.062 0.086 0.189 0.228
    17 粉质粘土 G/Gmax 0.993 0.986 0.943 0.905 0.834 0.763 0.439 0.281
    λ 0.005 0.01 0.034 0.048 0.068 0.081 0.157 0.179
    18 粉质粘土 G/Gmax 0.995 0.991 0.955 0.915 0.746 0.595 0.227 0.128
    λ 0.002 0.004 0.018 0.031 0.056 0.094 0.203 0.238
    19 粉细砂 G/Gmax 0.992 0.985 0.934 0.897 0.831 0.757 0.453 0.293
    λ 0.001 0.003 0.012 0.018 0.035 0.05 0.104 0.12
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  • 收稿日期:  2016-11-08
  • 刊出日期:  2017-06-01

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