Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТОДІ. Развитие атомной энергетики, увеличение мощности энергоблоков, расширение географии энергетического строительства повшают требования к обеспечсшію безопасности роботи \ЭС. Важной составной частью внешних воздействий на АЭС являются воздействия от землетрясений. Развитие 'сейсмологии, опыт землетрясений приводят к регулярному пересмотру представлений о сейсмичности площадок, что заставляет проводить проверки сейсмостойкости существующих энергоблоков наряду с расчетами проектирующихся.
В условиях России и многих зарубежных стран площадки АЗС часто слигаются осадочными грунтами такой мощности, что возведение фундаментов АЭС на коренных породах становится невозможным. Основные сооружения АЗС с ВВЭР по своим конструктивным особенностям являются достаточно тяжелыми и жесткими. В результате сказывается, что при сравнительно низкочастотных воздействиях типа сейсмических, основные колебания происходят так, что деформируется, в основном, грунт, а не сооружеіше. При этом наличие сооружения мен-чет как свойства грунта (за счет нригруза), так н его колебания но сравнению со свободным основанием. Влияние основания может решающим образом изменить сейсмического реакцию тяжелого жесткого сооружения.
Грунтовое основание является но только податливым, но и инерционным.. В нем распространяются полны, которые не только передают воздействие на сооружение, но и способны уносить энергию от движущегося фундамента. Кроме того, в основании возможны эФ!>лпы типа резонансных, связанные со слоистостью осадочных грунтов. Учитывая ответственность сооружений АЭС, сложные явлении н системе "основание-сооружения" требуют внимательного изучения, а инженерные мето-
ды, используемые при проектировании. - специального обоснования.
13ЯЬЮ настоящего исследования являлись разработка л -недрек з практику расчета АЭС на сейсмические воздействия методи::, по: болящих учитывать основные эффекты динамического взаимодепстві сооружений с грунтовым основанием, а также исследование .этих ос фектов на конкретных примерах сооружений АЗС.
ДОСТОВЕРНОСТЬ результатов проведенных исследований определ ется использованием современных методов механики сплошных сред ггр обосновании основных теоретических положений; использованием сое ременных численных методов при решении задач на ЗВМ; сопоставлен! ем полученных численных результатов с данными, имеющимися в оте чественной и мировой литературе; сопоставлением численных резуль татов с результатами натурных исследований, проведенных на Крым ской АЭС.
НАУЧНУЮ НОВИЗНУ работы составляют:
сведение волновых задач взаимодействия жесткого фундамента с основанием к стандартным динамическим контактным задачам;
введение з разрешающую систему уравнений движения частотно-зависимой эффективной инерционной матрицы, учитывающей податливость верхних строений с помощью интегральных характеристик форм их собственных колебаний на неподвижном фундаменте;
исследование корней дисперсионного уравнения для быстрозатуха-щих поверхностных волн, з т.ч. предельных переходов;
построение "неотражающих границ" для длскретизируемой области грунтового основания на основе решения дисперсионного уравнения;
использование полубескснечкых элементов, основанных на =слновых решениях, для моделирования оснсза-пія;
исследование двух механизмов влияния заглубления на оэ^ем'.'/юс -
кую реакцию сооружений: изменения жесткости и демпфирования на первом резонансе и уменьшения нагрузки за счет вынутого грунта;
возможность постановки оптимизационных задач в связи с эффектом т.н. "перезаглубления", ощущаемым на верхних отметках;
методика учета нестационарности в вероятностной модели сейсмического воздействия, а также методика учета неопределенности в свойствах основания и сооружения.
ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ работы проводилось за последние 12 лет в проведенных МЭИ и АЭП проектных и поверочных расчетах на сейсмические воздействия сооружений Крымской, Башкирской, Кольской, Нововоронежской АЭС, проектов МКЭР-800, НП-ІІОО, АЭС в Иране. Они отражены в проекте ПиНАЭ "Основания атомных электростанций". Кроме того, полученные автором результаты использовались при лицензировании отечественных и зарубежных программ в Госатомнадзоре Российской Федерации.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты исследований автора докладывались на четырех международных конференциях, а также на одиннадцати Всесоюзных и региональных конференциях. Обсуждение докладов автора, содержащих основные результаты диссертации,-прошло на семинарах в Московском энергетическом институте, в Институте проблем механики РАН, в НИИ оснований и подземных сооружений им.Н.М.Герсеванова, в Ростовском государственном университете, в ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко.
БЛАГОДАРНОСТИ. Исследование динамического взаимодействия сооружений АЭС с основанием было начато автором еще в 1980 г. под руководством академика В.В.Болотина. Исследования были продолжены на кафедре динамики и прочности машин МЭИ в 1984-92 гг., а затем в отделе динамики и сейсмостойкости института "Атомэнергопроект"
под руководством д.т.н. профессора Ю.К.Амбриашвили. Автор выражает глубокую признательность коллективам кафедры динамики и прочности машин МЭМ и лаборатории надежности и ресурса Института машиноведения РАН и?.!. А.А.Благонравовэ под руководством академика В.В.Болотина, коллективу НМОДиС АЭП, а также профессору Шмиду (Германия), докторам Ваасу (Германия) и Вольфу (Швейцария) за ценные советы и сотрудничество.
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 30 работ, в том числе 12 статей в журналах, 4 статьи в сборниках трудов, 5 докладов и 9 тезисов докладов на различных конференциях.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Выполненная работа изложена на 328 стр.; она содержит 72 рисунка и 22 таблицы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы из 321 названия.