核電站巖體地基抗震適應(yīng)性評價技術(shù)

前言

緒論

第一部分核電站巖體地基的調(diào)查、試驗及地震穩(wěn)定性評價方法

第1章核電站的現(xiàn)狀與抗震評價

1.1核電站設(shè)施

1.1.1沸水反應(yīng)堆

1.1.2壓水反應(yīng)堆

1.2核電站抗震評價

1.3核電站發(fā)展現(xiàn)狀

1.3.1國際核電發(fā)展

1.3.2中國核電發(fā)展

第2章地基的調(diào)查和試驗方法

2.1地質(zhì)與地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查

2.1.1鉆孔調(diào)查

2.1.2勘探坑調(diào)查

2.1.3溝渠調(diào)查

2.2巖石物理力學參數(shù)的確定

2.3地基巖體物理力學參數(shù)的確定

第3章巖體地基的設(shè)計載荷

3.1抗震設(shè)計要求

3.2設(shè)計地震荷載

3.2.1地基的設(shè)計地震力

3.2.2建筑物對地基的作用力

第4章抗震設(shè)計中地基條件的設(shè)定

4.1地質(zhì)構(gòu)造和地基模型

4.2巖體分類和地基模型

4.3地基力學性能的評價

4.3.1強度特性

4.3.2變形特性

第5章巖體地基穩(wěn)定性評價方法

5.1穩(wěn)定性分析方法

5.1.1滑動面法等傳統(tǒng)方法

5.1.2靜態(tài)分析

5.1.3動態(tài)分析

5.2穩(wěn)定性評價的內(nèi)容和標準

5.2.1評估內(nèi)容

5.2.2地基穩(wěn)定性的評估標準

第二部分原位巖體三軸試驗方法與裂隙力學參數(shù)測試技術(shù)

第6章新型原位巖體三軸試驗方法及其工程應(yīng)用

6.1試驗裝置

6.2原位巖體三軸試驗方法的應(yīng)用實例

6.2.1地基巖體的概況

6.2.2鉆頭的選取

6.2.3現(xiàn)場試件的制備

6.2.4原位巖體三軸試驗方法

6.2.5試驗結(jié)果及分析

第7章新型巖體剪切試驗裝置的開發(fā)與裂隙力學行為

7.1直剪試驗裝置的硬件和軟件系統(tǒng)

7.1.1裂隙巖體的垂直剛度

7.1.2試驗裝置的硬件系統(tǒng)

7.1.3試驗裝置的軟件系統(tǒng)

7.2裂隙的剪切力學行為

7.2.1裂隙試件的制備

7.2.2試驗裝置的調(diào)試

7.2.3人工裂隙面的剪切力學行為

7.2.4自然裂隙面的剪切力學行為

第8章裂隙巖體直接剪切宏細觀力學特性

8.1巖石材料的顆粒流程序表達

8.1.1顆粒流理論

8.1.2本構(gòu)模型

8.2細觀物理力學性質(zhì)參數(shù)確定

8.3裂隙面直接剪切數(shù)值試驗

8.3.1裂隙面數(shù)值模型構(gòu)建

8.3.2邊界條件實現(xiàn)

8.3.3直接剪切數(shù)值試驗的實現(xiàn)

8.4裂隙面受剪細觀力學特性演化機制分析

8.4.1裂隙面宏觀力學特性分析

8.4.2粒間接觸力演化過程

8.4.3裂紋擴展過程

8.4.4能量演化過程

8.4.5顆粒旋轉(zhuǎn)弧度演化分析

第9章節(jié)理發(fā)育形態(tài)對非均質(zhì)基巖力學特性影響

9.1模型試驗臺

9.1.1試驗裝置

9.1.2節(jié)理基巖模型

9.1.3類巖石材料的力學特性

9.1.4試驗加載方法及方案

9.2模型試驗結(jié)果

9.2.1剪切變形分析

9.2.2基巖模型的破壞過程

9.2.3剪切強度分析

9.2.4節(jié)理密度的影響

第三部分核電站巖體地基抗震穩(wěn)定性研究實例

第10章核電站巖體地基抗震穩(wěn)定性靜態(tài)分析

10.1核電站的巖體地基及其物理力學性質(zhì)

10.2地基模型的建立與加載條件

10.2.1數(shù)值模型的建立

10.2.2靜態(tài)分析中的邊界條件和地震荷載

10.3地基的自重平衡狀態(tài)

10.4水平地震力作用下地基的力學行為

10.5垂直地震力作用下地基的力學行為

10.6水平和垂直地震力共同作用下地基的力學行為

第11章核電站巖體地基抗震穩(wěn)定性動態(tài)分析

11.1動態(tài)有限元法和離散元法的基本原理

11.1.1動態(tài)有限元法的基本原理

11.1.2動態(tài)離散元法的基本原理

11.2動態(tài)分析模型的建立

11.3地震波的選擇與反演計算

11.3.1地震波的選擇

11.3.2地震波的反演計算

11.4動力計算結(jié)果與對比分析

參考文獻 2100433B

本書系統(tǒng)介紹了巖體地基的調(diào)查和試驗方法、巖體地基的設(shè)計荷載、巖體地基穩(wěn)定性分析模型的建立、巖體地基穩(wěn)定性評價方法，并以某核電廠地基模型中的風化變質(zhì)地基和含有斷層破碎帶等弱層的地基為例，詳細分析闡述了地質(zhì)模型的建立、非均質(zhì)地質(zhì)條件的數(shù)值模擬、地震動的輸入和響應(yīng)，并結(jié)合抗震設(shè)計規(guī)范，給出了明確的地基穩(wěn)定性評價標準。

它將工程地質(zhì)評價和巖體工程地質(zhì)特性參數(shù)，以及巖體工程設(shè)計定量地聯(lián)系起來，使工程實踐經(jīng)驗得以定量表述。因此，它是工程地質(zhì)評價定量化的重要發(fā)展。國際上應(yīng)用較廣的有3類：巖石結(jié)構(gòu)評價RSR系統(tǒng)、巖體地質(zhì)力學評價RMS系統(tǒng)及巖體質(zhì)量Q系統(tǒng)。在中國，有楊子文提出的巖體質(zhì)量指標，谷德振、黃鼎成提出的巖體質(zhì)量分級等多種方案。巖石結(jié)構(gòu)評價RSR系統(tǒng)。巖體質(zhì)量的表述式為RSR＝A＋B＋C式中A代表一般地質(zhì)狀態(tài)、巖石類型、巖石堅硬程度及地質(zhì)構(gòu)造擾動程度的參數(shù)；B代表節(jié)理狀態(tài)、密集程度和走向與洞軸關(guān)系的參數(shù)；C代表地下水涌水量及節(jié)理狀態(tài)的參數(shù)。巖石地質(zhì)力學評價RMS系統(tǒng)。根據(jù)巖石強度、巖心獲得率、節(jié)理間距、節(jié)理狀態(tài)、地下水涌水量等分級，并考慮節(jié)理和隧洞的相對關(guān)系，進行分數(shù)校正。巖體質(zhì)量Q系統(tǒng)。巖體質(zhì)量Q值表述式為式中RQD為長于10厘米的巖心獲得率；Jn為節(jié)理組數(shù)；Jr為節(jié)理面粗糙度；Ja為節(jié)理蝕變程度；Jw為裂隙水的影響；SRF為地應(yīng)力的影響。楊子文認為巖體的工程性質(zhì)，主要受巖體的完整程度、巖塊的質(zhì)量、風化程度和水的作用等4方面因素的影響。巖體性質(zhì)的變化，必然要表現(xiàn)為這4個因素指標的變化。他提出的巖體質(zhì)量表達式為M=ISKYKR　或　式中M為巖體質(zhì)量指標；I為巖體完整性系數(shù)，，其中Vp為巖體彈性波縱波速度，V0為巖塊彈性波縱波速度，S為巖石質(zhì)量系數(shù)，，其中RD、ED分別為欲測巖塊的單軸干抗壓強度和干巖塊的彈性模量，RS為軟弱巖塊抗壓強度的上限，取300千克／平方厘米，ES代表軟弱巖塊彈性模量的上限，取6.6×104千克／平方厘米；KY為巖石風化系數(shù)，，其中RC為新鮮巖塊的干抗壓強度；KR為巖石軟化系數(shù)，，其中RW為欲測巖塊的飽和抗壓強度。根據(jù)I、S、KY、KR4個參數(shù)可以計算出巖體質(zhì)量M。M值愈大，巖體質(zhì)量愈好。按照M值的大小，將巖體分為5類：M＞3，好巖體；1～3，較好巖體；0.12～1.0，中等巖體；0.01～0.12，較壞巖體；＜0.01，壞巖體。在以上各種巖體質(zhì)量評價方法中，均考慮了巖體的完整性、節(jié)理狀態(tài)和巖石特性等因素，相互之間有一定的可比性。目前，巖體質(zhì)量評價方法還在研究和發(fā)展中，采用模糊數(shù)學或灰色評判是進一步研究的方向。 2100433B

工程巖體質(zhì)量評價是用半定量指標巖體質(zhì)量系數(shù)（z)）評定巖體質(zhì)量優(yōu)劣，為工程設(shè)計提供依據(jù)的工作。

學科：工程地質(zhì)學

詞目：工程巖體質(zhì)量評價

英文：rock mass quality evaluation in engineering

釋文：工程巖體質(zhì)量指標包含三個因素：巖體的完整性、結(jié)構(gòu)面的抗剪特性、結(jié)構(gòu)體或巖塊的堅強性。巖體的完整性，是指巖體的開裂程度或破碎程度，即結(jié)構(gòu)面在巖體中存在的情況，用完整性系數(shù)來表示。結(jié)構(gòu)面的抗剪特性用抗剪強度或摩擦系數(shù)表征。巖塊的堅強性是指巖塊對變形的抵抗能力，以巖石的單軸抗壓強度Rc表示,堅強系數(shù)為s，以Rc/100表示。 2100433B