地鐵隧道地震反應(yīng)規(guī)律和震害機(jī)理研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著人口的急劇增長(zhǎng)和城市化進(jìn)程的加快，許多城市陷入了地面空間不足的窘境，地面交通的運(yùn)輸能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足居民日常生活的需求，因此地下空間的開(kāi)發(fā)就成為了必然趨勢(shì)。地下交通系統(tǒng)的迅速發(fā)展帶來(lái)了很多亟待解決的問(wèn)題，其中地下結(jié)構(gòu)的地震安全性問(wèn)題就凸顯出重要性。地下結(jié)構(gòu)在地震作用下的受力特點(diǎn)和振動(dòng)反應(yīng)與地面結(jié)構(gòu)存在很大差異，常用的地面結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法未必適用于地下結(jié)構(gòu)。在國(guó)內(nèi)外的歷次地震中已經(jīng)多次出現(xiàn)了隧道地震破壞的現(xiàn)象，地下結(jié)構(gòu)一旦震損，

2、可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的人員傷亡，其震后修復(fù)也相當(dāng)困難，因此對(duì)于地下結(jié)構(gòu)抗震的研究是十分必要的。本文在前人工作的基礎(chǔ)上，通過(guò)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)和數(shù)值模擬的方法，對(duì)地鐵隧道的地震反應(yīng)規(guī)律和震害機(jī)理進(jìn)行了研究。具體內(nèi)容如下：
　　 1.震害資料分析
　　 本文介紹了1995年阪神地震中神戶(hù)市地下結(jié)構(gòu)的震害資料，總結(jié)了該次地震震害的一些具體特征，在此基礎(chǔ)上提出了地下結(jié)構(gòu)震害的若干影響因素。
　　 2.土的本構(gòu)模型
　　 本文介

3、紹了巖土工程領(lǐng)域常用的幾種土體本構(gòu)模型，重點(diǎn)在ANSYS中利用參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言工具APDL進(jìn)行了Duncan-Chang本構(gòu)模型的二次開(kāi)發(fā)。
　　 3.近場(chǎng)波動(dòng)的數(shù)值模擬
　　 本文介紹了幾種常見(jiàn)的人工邊界條件，并且在ANSYS中實(shí)現(xiàn)了粘彈性人工邊界和自由場(chǎng)邊界：解決了初始地應(yīng)力場(chǎng)的施加以及靜力-動(dòng)力人工邊界轉(zhuǎn)換的問(wèn)題。
　　 4.地下結(jié)構(gòu)地震破壞振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)
　　 本文介紹了課題組自主研制的層疊剪切箱及地下

4、結(jié)構(gòu)破壞大型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的情況；基于FORTRAN90和MATLAB編制了振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)處理程序，提高了數(shù)據(jù)處理效率。通過(guò)對(duì)穿過(guò)土層分界面的隧道的地震反應(yīng)的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的結(jié)果的分析，研究了隧道地震反應(yīng)規(guī)律。
　　 5.隧道地震反應(yīng)的數(shù)值模擬
　　 本文利用ANSYS軟件數(shù)值模擬了圓形隧道的地震反應(yīng)過(guò)程，將數(shù)值模擬結(jié)果與解析解進(jìn)行了對(duì)比，總結(jié)分析了隧道地震反應(yīng)規(guī)律的關(guān)鍵影響因素，歸納給出了隧道地震破壞的幾種常見(jiàn)模式以及地震