(HAD101/12)
（1990年2月20日国家核安全局批准发布）
本导则自发布之日起实施本导则由国家核安全局负责解释
1引言
1.1概述
核电厂的地基由基础结构、工程支承结构以及到某一深度和距离的下卧土和岩石材料组成，下卧层深度和距离的确定是根据它们的性质不再影响核电厂的安全.①地基材料会因传播超过核电厂结构设计极限的地面振动运动，或因沉降或滑动使核电厂结构的应力超过设计极限而影响安全，这一课题在选址过程中必须给予应有的考虑.
核电厂的设计基准要求核电厂及其系统承受规定的地面运动或设计地震引结构.鉴于这两个因素，要求对核电厂结构与地基材料的相互作用问题作详细的研究.相互作用效应用土工工程的方法进行研究，这是一门正在迅速发展的学科.土工勘察通常包括野外和实验室研究，以确定地下材料的参数和性质，并通过分析确定地下材料在设计荷载状况下的性能.
由导则HAD101/01《核电厂厂址选择中的地震问题》中所述方法确定的设计基准地震用作核电厂地基的地面运动的输人资料.地下材料的性质以及与核
电厂结构的相互作用为核电厂设计获得足够的安全裕度提供一个标准①.为此，要选择好厂址勘察方法和分析模型，以便获得偏于保守的结果.当厂址具有复杂、剧烈变化或不确定的特性时（例如地表断裂、洞穴等等），则要求采用更为先进的和灵敏的分析技术.本导则提出的方法对各类地下材料普遍适用.
1.2要解决的问题
要解决的问题是一些与地下材料在设计荷载状况下的性能有关的问题.表1列出需要分析的主要范围及所包含的主要参数和系数.
由于地下材料的不均匀性引起实测性质的变化，安全分析必须留有相当裕度.
表1土工勘察的主要范围
勘察范围 主要参数强度（排水的与不排水的）模量（弹性的、侧限压缩的、压缩的）承载力 地基反力系数密度不连续的程度岩石质量测量孔隙水压力滑动与倾覆安全性 剪切强度剪切模量超固结比局部不稳定性 地下材料的不均匀性地基所在地的现有地表断层或其他薄弱点模量（弹性的、侧限压缩的、压缩的）泊桑比蟠变沉降、隆起及倾斜 固结特性超固结比基土材料受载历程重复动力变形条件下的性状破碎带的存在及其不连续的程度
续表勘察范围 主要参数粒径分布相对密度液化可能性 孔隙水压力动剪切强度化学和物理特性地下水 土的渗透率地下水位及其变化不连续的程度内摩擦角斜坡及填土稳定性 剪切强度（排水的与不排水的）含水量/孔隙压力容重、密度、超固结比应力时程和（或）谱的分布，剪切波速设计加速度的水平 和压缩波速随深度的变化及地震反应 阻尼 动弹性模量和泊桑比孔隙水压力
1.3厂址勘察
厂址勘察的目的是获得地质和土工方面的资料，以保证充分了解地下条件，使有可能对厂址实际的或潜在的地质、地震问题得到工程解决办法.在勘察中，应充分利用有关的历史记录和当地的或区域的现存地质资料.厂址勘察的任务可视情况安排在自厂址查勘阶段至厂址详细鉴定阶段之间的阶段中.各个阶段所得到的基本资料和资料的整理是不同的；在较早阶段得到的是宏观资料（大的地质构造趋势等），而最后阶段得到的是微观资料（贯人阻力等）.在勘察过程中，要单独和综合评定厂址条件和土工参数，使有可能对厂址的适宜性和可接受性作出合理的判断，并对异常的和困难的厂址条件提出工程解决办法.
在建造阶段的全过程中，也可能要求在核电厂运行过程中，继续收集资料，以验证在建造前得到的资料；并收集在开挖后才可获得的附加资料.特别是土和岩石对开挖中卸载和建造后受载的反应，可提供有关地基性质的有价值的资料.
1.4范围
本导则讨论地下条件的土工工程方面的问题，而不是地质方面的问题，除非地质问题对地基系统有直接影响.即本导则讨论核电厂设计所需的土工分析，概括地说明土工分析所需的厂址特性或土工参数.然后将这类参数和厂址特性形成地下设计剖面，使有可能协调一致地进行土工分析.
在许多野外勘察、原位试验和实验室试验的方法可以确定土工参数.本导则讨论了这些方法，及其在选址和设计方面的应用.
要收集的资料类别和要进行的勘察应根据设计所采用的分析方法来确定.因此，本导则中包括了对这些方法的简单叙述.
本导则中述及的某些课题，在导则HAD102/02《核电厂的抗震设计与鉴定》中也作了考虑.
2设计剖面
2.1概述
核电厂设施和结构与地下材料的相互作用在结构和地下材料中都引起应力.
就地下材料（土和岩石）而言，主要任务为在静荷载和动荷载状态下确定和保持一稳定水平，并具有足够的安全裕度.在评定安全裕度时，估算安全系数在很大程度上取决于基土条件、分析方法以及所采用的模型假定，因此是建立在逐个情况的基础上的.下面将提出选择安全系数的细则.
稳定性的评定用标准方法（见第3章）进行，利用数值模型表示地下材料的物理性状.：
通常，数值模型通过一系列的几何和力学参数来描述.几何参数与基础的大小和形状以及厂区地下材料的横向和纵深的范围有关；力学参数则与材料的基本规律（荷载一变形一时间的关系曲线）及其强度特性有关.
对每一模型所得到的一组参数和资料称为“设计剖面”.设计剖面可定义为变化幅度，并以可直接用于以后分析的方式进行描述.”剖面的详细内容包括：
（1）几何描述，诸如地下地层的描述，横向范围，分层数及层厚，模型的深度；
（2）基土和岩石的物理、化学性质，以及它们的分类标准；
（3）应力一应变关系曲线，地震波传播特性，固结与渗透参数，静力与动力强度特性；
（4）地下水位，水位设计标高以及由可能最大洪水由其他条件引起的最大水位标高①.
通过勘察大纲的原位试验室试验（见第4章）可获得地下材料的有关性质并帮助确定地下模型，由此可得到许多土工参数值.此时，考虑已取得的资料，要选择一组恰当的有代表性的参数和最适宜用于土工分析模型的资料.在这类分析中，注意选择参数值和其他有关特性值的合适的幅度是必要的.
尽管对某一具体厂址的设计部面在概念上是单值的，但对不同的参数组可有各种相应的设计剖面供选择，并考虑分析中的不同假设.下面将列出这些参数组.
下列各项参数的设计剖面评定分别在2.2一2.6各节中介绍：
一地基材料中的应力，包括斜坡和填土；一液化可能性；--地基稳定性；一沉降与隆起；一厂址专用反应谐.
2.2地基材料中的应力
、有必要根据静荷载和动荷载引起的初始应力和附加应力的结果来确定影响地下材料或斜坡和填土的应力场.
在动荷载情况下，可采用基土一一结构相互作用模型（见导则HAD102/02《核电厂的抗震设计与鉴定》）来计算结构内的地震力.可能需要有不同的模型来估计地基材料的应力（包括侧向土压力）.
2.2.1自由场条件下的应力
