地鐵工程飽和砂土地層液化與車站和隧道結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)分析.pdf

1、以往，人們普遍認(rèn)為地下結(jié)構(gòu)的抗震是偏于安全的。直到1995年阪神地震中地鐵車站結(jié)構(gòu)和區(qū)間隧道遭到有史以來地下結(jié)構(gòu)最嚴(yán)重的震害，這才引起了人們廣泛的關(guān)注。地下結(jié)構(gòu)的震動(dòng)特性及震害與地上結(jié)構(gòu)完全不同，地下結(jié)構(gòu)與地層一起運(yùn)動(dòng)又相互作用，且地下結(jié)構(gòu)的震害常常危害城市生命線工程的安全；地上結(jié)構(gòu)相對于地面運(yùn)動(dòng)，且可以進(jìn)行震害的修復(fù)。目前，關(guān)于地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容又比較簡略，難以適應(yīng)地下結(jié)構(gòu)建設(shè)的發(fā)展。因此，對于地下結(jié)構(gòu)的抗震開展深入研究

2、是必要的，也是迫切的。
　　本文結(jié)合太原地鐵2號線工程，針對沿線大范圍飽和砂土地層的車站、隧道結(jié)構(gòu)遭受地震作用的液化破壞和結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性反應(yīng)，應(yīng)用FLAC3D有限差分軟件，建立飽和砂土地層地下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力計(jì)算模型，開展了地震作用下飽和砂土地層與地下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力數(shù)值模擬分析。對數(shù)值分析方法涉及的波動(dòng)方程，有限差分運(yùn)算原理，地震動(dòng)荷載的加載方式及類型，動(dòng)本構(gòu)方程，邊界條件的類型，阻尼形式等進(jìn)行了全面系統(tǒng)的闡述。在液化機(jī)理研究的基礎(chǔ)上，合理確

3、定孔壓模型的特征參數(shù)，通過一系列的自由場數(shù)值試驗(yàn)，對影響液化的初始應(yīng)力條件(上覆土層厚度)、土性條件(砂土相對密實(shí)度)、動(dòng)荷條件(加速度幅值，頻率，持時(shí))進(jìn)行了探討，分析了模型參數(shù)的敏感性。在模擬車站和隧道施工過程確定初始靜應(yīng)力場的基礎(chǔ)上，分別針對車站和隧道建立動(dòng)力分析數(shù)值模型，在輸入地震運(yùn)動(dòng)的條件下分析了飽和砂土液化區(qū)域的發(fā)展范圍及地層與地下結(jié)構(gòu)之間的相互作用，得到了液化砂土地層地下結(jié)構(gòu)的位移響應(yīng)、地下結(jié)構(gòu)動(dòng)土壓力、飽和砂土液化區(qū)域分