基于场地危险性和目标谱的核电安全壳概率地震风险分析

发布时间：2020-06-05 12:45

【摘要】：2011年日本福岛核事故后,核电厂抗震安全性受到高度重视。抗震安全评估主要包括两种方法:概率地震风险评估和抗震裕量评估,其中,概率地震风险评估是基于全概率角度的评估方法。为了应对日本福岛核事故的影响,我国核安全部门要求对国内核电厂进行抗震安全评估,但概率地震风险评估方法研究在我国才刚刚起步,相关研究工作亟需开展。基于上述研究背景,本文以核电安全壳为研究对象,以我国华南地区某核电厂厂址为目标场地,进行概率地震风险评估方法研究。本文的主要研究内容如下:(1)基于中国地震活动性特点,开发了基于蒙特卡洛模拟的中国概率地震危险性分析和中国地震危险性分解程序,运用开发的程序,对我国华南地区某核电厂厂址进行了概率地震危险性分析和地震危险性分解。结果表明:本文程序在400次50000年数据分析条件下收敛性和精确性较好。(2)基于中国地震活动性特点和向量型概率地震危险性分析理论,开发了基于蒙特卡洛模拟的中国向量型概率地震危险性分析和中国向量型地震危险性分解程序。基于开发的程序,对我国华南地区某核电厂厂址进行了向量型概率地震危险性分析和向量型地震危险性分解。总结了中国条件型概率地震危险性分析方法理论,开发了基于蒙特卡洛模拟的中国条件型概率地震危险性分析程序。基于开发的程序,对我国华南地区某核电厂厂址进行了条件型概率地震危险性分析。结果表明:向量型概率地震危险性分析结果由于考虑了强度参数间相关性,减少了标量型地震危险性曲线的保守性。条件型概率地震危险性分析,能够在主要强度参数条件下,预测次要强度参数大小。(3)总结了单变量地震重现期概念,并对我国华南地区某核电厂厂址进行了单变量地震重现期分析。在地震工程领域单变量地震重现期概念基础上,首次提出了双变量地震重现期和条件地震重现期概念,并分析了三个地震重现期概念间关系,最后对我国华南地区某核电厂厂址进行了双变量地震重现期和条件地震重现期分析。结果表明:双变量地震重现期大于或等于两个单变量地震重现期中较大值,条件地震重现期是双变量地震重现期和单变量地震重现期之比。(4)基于标量型概率地震危险性分析和分解结果,生成了一致危险谱、条件均值谱、条件谱和一致风险谱等标量型场地相关反应谱;基于向量型概率地震危险性分析和分解结果,生成了简化广义条件均值谱-I和简化广义条件谱-I,并生成了具有指定向量危险性的简化广义条件均值谱-II和简化广义条件谱-II;基于条件概率地震危险性分析结果,生成了条件一致危险谱。基于上述场地相关条件谱和广义条件谱,运用贪心优化算法,以NGA-West2为备选地震动数据库,选取了地震动记录。结果表明:一致危险谱较保守,一般情况下,考虑谱型相关系数的场地相关谱更为合理。基于安全壳第二平动周期为条件周期的条件谱选取的地震动记录,安全壳地震响应分析结果离散性最大。(5)总结了考虑知识不确定性的地震易损性模型理论基础,首次从“易损性的不确定性”角度对具有置信度的易损性模型进行了推导,分析了两类高置信度低失效概率值关系,最后运用安全系数法,基于解析易损性数据和经验易损性数据,生成了安全壳地震易损性曲线和高置信度低失效概率值。结果表明:基于UHS和URS计算的HCLPF值小于CMS;对于第一周期敏感结构,GCMS-I和CUHS与UHS相比,可能得到更保守结果;基于增量动力分析计算的标准差大于安全系数法,二者生成的中位值较接近;基于策略II计算的HCLPF值要小于策略I计算的HCLPF值,即策略I方法较策略II方法保守。(6)总结了考虑知识不确定性两类地震风险解析模型公式,推导了平均值地震风险模型的置信度函数。分析了不同地震危险性厂址条件下,平均值地震风险模型的置信度水平。最后基于考虑知识不确定性的地震风险解析模型公式,综合目标场地地震危险性和某安全壳地震易损性分析结果,分析了安全壳的地震风险水平。结果表明:平均值地震风险模型置信度水平不高。以Sa(0.07s)为强度参数计算的风险结果小于Sa(0.24s)为强度参数计算的风险结果,即对于安全壳的地震风险,选用非第一阶模态周期的Sa做为强度参数,会低估地震风险结果。基于条件均值谱计算的地震风险结果小于基于UHS、URS、CUHS、GCMS-I和GCMS-II计算结果,即基于条件均值谱计算的风险结果可能会偏于不保守。基于振型分解反应谱计算得到的地震风险要小于基于增量动力分析得到的地震风险。本文生成的所有场地相关谱作用下安全壳结构地震风险水平都较低。
【图文】：

- 17 -图 1-2 本文技术路线图Fig.1-2 Technical roadmap of this dissertation基于解析函数的安全壳地震风险分析

地震动评估地震动超越概率图 2-1 PSHA 方法流程图[5]Fig. 2-1 Flow chart of the method of PSHA[5]是有上下限的，震级发生概率可表示为[60] 00 max | d mMmP M m m m m f m m
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM623

【参考文献】

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1 宁超列;;基于概率密度演化理论的地震概率安全评估[J];同济大学学报(自然科学版);2015年03期

2 黎鹏飞;李忠诚;;CPR1000核岛厂房抗震裕量分析和评估[J];工业建筑;2014年12期

3 王晓磊;吕大刚;;核电站地震易损性分析方法的研究进展[J];地震工程与工程振动;2014年S1期

4 王晓磊;侯钢领;吕大刚;;某核电站安全壳1:15模型振动台试验[J];工程力学;2014年S1期

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6 付陟玮;张东辉;张春明;王U，

本文编号：2698075