[01343019]核电厂工程结构的地震失效机理及抗震安全评价

该项目研究属于重大工程结构抗震减灾领域,旨在为核电工程抗震安全评价和安全保障提供理论基础和技术支撑。目前我国在建和拟建核电工程占国际总量近50%,但地震动的强烈不确定性和场区复杂地质条件对核电安全构成巨大威胁,保障核电重要构筑物抗震安全、防止核电辐射污染是重大的技术课题。 历史上几次核电事故几乎导致欧、美核电建设停滞近20年,核电抗震基础理论几十年没有得到明显进展。目前已遭受地震的核电站均受到不同程度损害,表明已有研究严重滞后于核电建设发展,远不能满足核电抗震安全要求。日本福岛核电事故的巨大灾害后果至今无法消除。当前对核能源利用的担忧,最争议的依旧是安全性如何得到有效保障的问题。 项目团队对复杂厂址条件下核电抗震安全这一急迫工程问题开展了深入研究,突破了计算方法、软件平台、评价指标和技术措施等多方面的技术瓶颈,取得了具有重要理论价值和工程实践意义的研究成果,为显著提高我国核电厂抗震研究水平和自主创新能力提供了坚实的基础。具体包括： （1） 发展了复杂场地-核岛厂房结构动力相互作用分析方法和复杂性态楼层谱的联合校正方法及人工波拟合技术,有效提升了核岛厂房及设备复杂模型体系的动力分析精度与稳定性,满足自主设计核安全级设备抗震分析与设计的需要。 （2）发展了核岛厂房结构地震动损伤破坏的多尺度分析模型和方法,开展了国内首例CPR1000安全壳的振动台模型破坏试验和外部冲击破坏试验,揭示了内压、地震、内部失水爆炸和外部冲击作用下安全壳功能失效模式和失效机理,提出了安全壳抗震性能评价指标和震损安全壳的内压承载力计算公式,论证了核岛基础隔震对楼层反应谱的影响规律及远、近场地震作用下的基础隔震效果;提出了AP1000重力水箱的减震优化设计和CPR1000安全壳失水事故的抗爆泄压措施。 （3）发展了基于广义塑性模型的取排水构筑物-地基动力相互作用多/跨尺度分析分析方法,联合振动台模型试验揭示了核电厂泵房前直立墙与护岸/防波堤等构筑物的强震破坏模式及功能失效机理,提出了考虑应变软化的动力时程稳定和滑移变形分析方法和抗震稳定验算方法。 （4） 发展了随机样本的并行化动力分析技术,研制了大规模、高效的核电结构-地基动力非线性/弹塑性分析软件系统,提出了参数不确定性对核电厂抗震安全的评价方法与技术指标。 出版专著1部;发表论文133篇,其中SCI收录论文73篇,EI收录96篇;已获得软件著作权8项。国家发明专利授权2项、实审7项,参编核电规范2部（核电厂混凝土结构技术标准）和（核电厂抗震设计规范）。以上成果形成了完整的核电抗震适应性分析与评价技术,为有关规范的编制提供了重要参考。部分成果整合入我国自主产权ACPR1000+堆型软件系统,已应用于辽宁省的红沿河、徐大堡核电工程,并推广到防城港、太平岭、石岛湾、宁德等核电工程以及CAP1400、华龙I号等核电项目,显著提高我国核电厂抗震研究水平和自主创新能力,取得了显著的经济效益与社会效益。