Study on Site Specific Design Earthquake Ground Motion of Nuclear Power Plants in China

The main technical backgrounds and requirements are introduced with regard to earthquake ground motion design parameters in several domestic and American standards, codes and guides involved in the seismic analysis and design activities of nuclear power plants in China. Based on the research results from site seismic safety evaluation of domestic nuclear power plant projects in the last years, characteristics and differences of site specific design spectra are analyzed in comparison with standard response spectra, and the suitability of standard response spectra for domestic nuclear power plant projects is discussed.     

地震动强度及频谱特征对场地地震反应分析结果的影响.

通过收集整理235个实际钻孔资料并建立了2820个计算工况,运用一维波动等效线性化地震反应分析方法,基于不同类别场地条件,研究在不同强度、频谱特性的地震动输入形式下,场地条件对地表地震动参数影响,重点考察地表峰值加速度的变化特征及规律,并对计算结果进行了统计回归分析,给出了不同场地类别条件下地表峰值放大倍数的一般经验值.由于我国现行抗震设计规范中,没有考虑地震烈度或地震动强度对设计反应谱的影响,也没有考虑地震动频谱特性对地表峰值的影响,因此,本文的研究成果可为未来修订抗震设计规范提供参考依据.     

我国核电厂厂址特定地震动特征分析

本文介绍了我国核电厂地震安全性评价及抗震设计中涉及的法规、标准和导则中关于设计地震动参数确定的技术背景和要求.基于近些年来我国开展的核电厂厂址可行性研究阶段地震安全性评价工作的结果,分析了一些潜在厂址特定地震动反应谱特征及其与规范标准反应谱的差异,探讨了规范反应谱对我国核电厂工程的适用性问题.     

利用区域数字强震动台网加速度记录合成场地设计地震波

利用福建数字强震动台网历年各类典型加速度记录的相位谱拟合所在场地设计反应谱,获得具有本地区不同场地、不同分向天然地震记录的非平稳性特征又满足抗震设防要求的场地设计地震波,同时提供了具体的应用算例及可供福建地区建筑结构时程分析时选用的输入地震波。     

基于汶川地震远场强震动记录的厚覆盖土层对长周期地震动影响分析

利用2008年5月12日汶川8．0级地震的远场强震动记录,研究太原盆地厚覆盖土层对长周期地震动的影响,并将其结果与地震安全性评价工作中的土层反应分析结果进行比较。结果表明：厚覆盖土层对长周期地震动有很强的放大作用,覆盖层厚度越厚,峰值出现的周期越大,而相对于基岩最大放大可达9倍左右。另外,对于厚覆盖层的场地,观测结果与场地地震安全性评价计算结果在一定的长周期范围内差别相当大,相对于基岩,观测结果的放大系数至少高于场地地震安全性评价计算结果的2倍以上,最大达到近9倍。     

人工拟合地震动时程参数对场地反应的影响分析

采用目标谱拟合法人工合成地震动时程,拟合过程中对包络线参数进行定量的变化,进行土层地震反应分析.根据其对场地反应的影响,讨论时程参数对人工拟合地震动时程的影响规律,为场地抗震设防参数的选取提供依据.研究结果表明:t1、t2和c不同时,所拟合的地震动时程对土层地震反应结果有较大影响,其影响程度与土层结构关系密切.     

核电厂扩建工程设计地震动参数校核研究

核电工程从预可行性研究到正式施工设计,往往有一个很长的周期。以泰山核电二期工程建设项目为例,地震动参数确定是在十多年前完成的,因此其设计地震动参数的校核工作应当在吸收这十多年来我国在活动构造识别、地震活动的不均匀性处理、地震区带划分、潜在震源区的识别和参数确定、地震动衰减等方面的最新研究成果的基础上进行。研究结果表明,新增的地震地质资料进一步补充了原工作报告对地震地质研究的结论,地震的活动特征则没有发生根本变化;工作区内破坏性地震的平均震源深度约为12km,与全国平均震源深度（约为15km）有差别。在对工作区地震地质、地震活动背景最新研究的基础上,考虑本地区有代表性的不同潜在震源区的划分方案,分别采用对应的地震动参数衰减关系进行地震危险性概率分析计算,校核后综合确定秦山核电二期扩建工程厂址的极限安全地震动SL-2为0．15g,这与1990年的结论一致。本文提出的核电扩建工程地震动参数校核工作的技术路线,可供类似的重大工程地震动参数校核参考。     

场地条件对地震动参数影响的关键问题

场地条件对地震动的影响很大,在地震动幅值（如峰值加速度）和频谱特性（如反应谱特征周期）的变化上均有体现,而我国现行抗震设计规范没有考虑不同场地条件下地震动峰值加速度和加速度反应谱平台值的变化。本文介绍了我国现行抗震设计规范中场地类别的划分方法、场地对地震动参数值的规定和存在的问题。详细分析了土层结构、覆盖层厚度等场地条件对地震动峰值加速度和反应谱的影响,以及已经取得的研究成果。最后,就场地分类、影响地震动参数的场地条件、地震动参数随场地条件调整的方法等,提出了有待进一步研究的问题。     

一种深厚覆盖层场地地震动参数的确定方法

基于欧美规范确定了坐落在深厚覆盖层上KH抽水蓄能电站上、下库场地基本运行和最大设计地震动峰值加速度、反应谱和时程等动参数。首先依据场地区域地震烈度区划图、特征周期区划图和依据场地地质地震条件选取的5条种子实测地震动确定场地基岩输入加速度时程、峰值加速度和设计反应谱,进而基于各土层地质参数和一维弹性波传播模拟程序确定覆盖层表面的平均峰值加速度、平均反应谱和5条地震动时程,对所得到的平均反应谱和峰值加速度进行光滑处理后确定可用于各建筑物结构抗震设计的地震动参数,包括覆盖层表面水平向动力响应加速度时程、峰值加速度和设计反应谱。该方法可较好地保留输入地震动的真实动力特性,如持时、相位和频率等,为我国规范中建议的确定场地地震动参数的方法提供有益的补充。     

Site Response in Las Vegas Valley, Nevada from NTS Explosions and Earthquake Data

We report site response in Las Vegas Valley (LVV) from historical recordings of Nevada Test Site (NTS) nuclear explosions and earthquake recordings from permanent and temporary seismic stations. Our data set significantly improves the spatial coverage of LVV over previous studies, especially in the northern, deeper parts of the basin. Site response at stations in LVV was measured for frequencies in the range 0.2–5.0 Hz using Standard Spectral Ratios (SSR) and Horizontal-Vertical Spectral Ratios (HVR). For the SSR measurements we used a reference site (approximately NEHRP B ``rock' classification) located on Frenchman Mountain outside the basin. Site response at sedimentary sites is variable in LVV with average amplifications approaching a factor of 10 at some frequencies. We observed peaks in the site response curves at frequencies clustered near 0.6, 1.2 and 2.0 Hz, with some sites showing additional lower amplitude peaks at higher frequencies. The spatial pattern of site response is strongly correlated with the reported depth to basement for frequencies between 0.2 and 3.0 Hz, although the frequency of peak amplification does not show a similar correlation. For a few sites where we have geotechnical shear velocities, the amplification shows a correlation with the average upper 30-meter shear velocities, V₃₀. We performed two-dimensional finite difference simulations and reproduced the observed peak site amplifications at 0.6 and 1.2 Hz with a low velocity near-surface layer with shear velocities 600–750 m/s and a thickness of 100–200 m. These modeling results indicate that the amplitude and frequencies of site response peaks in LVV are strongly controlled by shallow velocity structure.     

考虑场地类别与强震持时的滞回耗能谱的特征分析

基于力或位移的结构抗震设计方法大多无法反映地震动持时的影响,而能量设计方法则能较好地弥补其不足。按场地类别和强震持时,将302条Northridge地震记录分为15组,对地震记录的峰值进行规一化处理,采用钢筋混凝土退化三线型恢复力模型,对单自由度体系进行弹塑性时程分析,研究场地类别、强震持时、强度屈服水平以及结构周期等因素对滞回耗能的影响。结果表明:在给定地震记录的峰值和屈服强度水平下,结构的滞回耗能依赖于场地条件和强震持时等因素;滞回耗能随强震持时的增加而增大,随场地特征周期的增加而增大。通过非线性回归分析,建立了与峰值加速度、峰值速度、强震持时相对应的简化滞回耗能谱的计算公式。     

我国核电厂设计中考虑的自然灾害综述与建议

我国是目前世界在建核电机组最多的国家,总装机容量世界第三,是名副其实的核大国,核安全是国家安全的重要内容,被提到了前所未有的高度。同时,我国也是世界上自然灾害最严重的国家之一,包括核电厂在内的重大工程建设高度重视自然灾害防御设计。日本311地震海啸引起福岛核事故后,核电厂设计中增强了对超设计基准自然灾害的考虑。本文对核电厂防御自然灾害的必要性、核电厂设计中需考虑的自然灾害及国内外核电厂关于防御自然灾害存在的问题进行研究,提出我国核电厂防御自然灾害的建议。     

新疆地区不同设防水准下设计地震动关系的研究

通过分析新疆79个城市的地震危险性,获得了新疆地区50年超越概率63%(小震)、10%(中震)、2%(大震)的基岩峰值加速度及其相互比值,研究了地震环境与不同概率地震危险性分析结果之间的关系。结果表明,由中震地震动参数换算得到的小震、大震地震动参数不具备一致概率水平,不同概率水准下基岩峰值加速度的比值与地震环境密切相关。     

施甸5.9级地震强震观测资料的时-频反应谱分析

通过对施甸5．9级地震在太平等观测点的强震记录进行时一频反应谱计算,给出了三个方向的时一频反应谱图,根据时一频反应谱的特点,结合场地条件,对这些场点的震害情况进行了分析,指出了在结构抗震方面应注意的环节,并对时一频反应谱的应用进行了探讨。     

关于抗震设计规范与地震动区划图的有关探讨

本文总结了国内外桥梁抗震设计规范和建筑结构抗震设计规范的设计思想和设计方法,介绍了我国和美国地震动参数区划图的发展和现状,对比分析了抗震规范使用地震区划图的情况。针对我国抗震设计规范和地震动参数区划图的现状,提出了两条建议：（1）地震动参数区划图编制部门应直接提供多水准的地震动参数区划图;（2）抗震设计规范应彻底抛弃设防烈度概念,以地震重现期取代原地震危险程度标示方法。     

经验GREEN函数法研究丽江6.0级强余震的地震动及破裂特征

利用经验Green函数方法,用1996年云南丽江地震后的ML4．7级地震合成了这次地震的最大余震Ms6．0的加速度记录,通过与实际记录在频域和时域的对比研究,分析研究了地震动特征和这次最大余震的可能破裂特征,并对经验Green函数方法进一步的改进方向进行了探讨。     

基于HVSR的DONET1海底地震动场地效应研究

为基于谱比方法研究海底地震动场地效应,选取日本DONET1台网的20个海底台站2014—2021年记录的1634组地震数据,对其进行筛选和处理后,利用水平与竖向谱比（HVSR）方法考虑不同布设对海底5组节点台站（KMA、KMB、KMC、KMD、KME）谱比特征的影响。研究结果表明：KMA与KME节点台站具有相似的场地特征,KMB与KMD节点台站分散布置在2种场地,KMC节点台站场地与其他节点均不相似,这与长期地质调查结果相似;海底台站谱比曲线呈多峰值现象,其中KMB、KMC、KMD分组台站利用HVSR方法识别的主频变异性较高,KMA、KME分组台站主频较稳定;相同地形条件下,布设方式相同的海底台站谱比曲线随频率分布相似,海底复杂场地条件下,采用装沙沉底方式布置的台站识别场地条件时出现偏差;海底复杂因素对掩埋沉箱方式布设的台站谱比曲线的影响主要集中在频率<5 Hz的低频处;海底复杂因素对未埋入海底台站谱比曲线的影响主要集中在频率为5—10 Hz的高频处。研究结果可为海底地震动场地效应研究提供参考。     

基于钻孔数据的大同场地类别与地震动参数分布研究

收集在大同市开展的117项地震安全性评价报告,重点整理报告中的319个钻孔数据,核对各场地类别。参考第五代地震动参数区划图,选取有代表性的22个工程场地,重新进行地震危险性概率分析和土层反应计算,确定各场地50年超越概率为63%、10%、2%的地震动参数,分析大同市场地类别分布特征和地震动参数分布特征。结果表明,这些项目集中分布在大同市南部,工程场地类别主要为Ⅱ类和Ⅲ类,绝大多数为Ⅱ类。50年超越概率10%的水平峰值加速度中,只有1个工程场地的结果是0.182g,位于0.15g区,其余均位于0.20g区。50年超越概率10%的特征周期在0.52~0.65s之间,平均值为0.58s。     

2016年8月24日意大利佩鲁贾M_W 6.2地震动特性

2016年8月24日在意大利佩鲁贾地区发生M_W 6.2地震,截至北京时间2016年8月25日8时,共获得强震记录192组,分析地震动PGA、反应谱以及能量参数的衰减特征。研究结果表明:(1)峰值。此次地震PGA100 cm/s~2记录的水平平均反应谱在短周期明显大于欧洲的设计谱。两水平方向平均反应谱谱比小于1.5,并且在短周期(T0.5 s)谱比差值变化较大,说明此次地震EW向地震动对短周期结构物影响较大;(2)衰减特性。整体看来,此次地震中的PGA值均不同程度低于中国第五代区划图中的中强地震区、中国西部地区、美国西部地区以及欧洲中小地震衰减模型的预测值,且衰减快。Arias强度的衰减变化趋势与Travasarou等的理论模型基本一致,但均小于理论模型值;(3)持时。此次地震的相对持时随震中距增大有逐渐增大趋势,持时均大于Kempton及McQuire的理论模型,表明此次地震的能量释放时间较长。此次意大利地震的地震动参数特征研究表明,该地震具有能量衰减快、持续时间长、对短周期结构物影响较大等特点,验证了此次地震破坏集中在近场、远场震害相对较轻的结论,这也是造成本次地震灾害严重的主要原因。     

表层沉积物特性对地震地面运动的影响研究

建立包含震源、沉积盆地和表层低速沉积层的二维模型,采用交错网格有限差分/伪谱混合方法求解地震波传播,讨论沉积层厚度和速度对地震地面运动的作用。结果表明:沉积层内产生的地震波的多重反射以及转换会引起地面运动持续时间的延长,它们的相干叠加会造成地面运动峰值的放大;随着沉积层速度的增加,多重反射与转换波的能量减小,地面运动持续时间减小,但是不同速度或者不同厚度的低速层模型均显示出一致的地面运动峰值放大特征。结果说明,在包含震源、沉积盆地和沉积层的模型中,沉积层对地面运动的作用机理更复杂。在实际应用中有必要同时考虑这些因素的综合作用。