某大型地下停车场强地震反应数值模拟分析

近年来全球范围内的地震灾害表明,地下结构在强地震作用下并没有预料的安全,针对铁路和公路隧道、地铁车站和区间盾构隧道的抗震设计研究已经有一定的基础,而对于大型公用地下工程如地下停车场、地下变电站、地下商场等的研究并不多,对此类地下结构的抗震性能研究意义重大。本文在地下结构的震害和岩土非线性动力计算方法研究的基础上,采用数值方法,对某大型地下结构进行了完全非线性地震动力时程分析,采用二次开发的土体非线性动力本构模型,模拟土在循环荷载作用下的动力特性。采用100年超越概率2%的强地震波作为地震动输入,对某大型地下停车场的地震反应进行了分析,重点分析结构的内力发展过程,并与三维等效地震荷载法计算结果进行对比。数值模拟结果能够合理地计算地下结构的内力和变形,能够很好地标识出地下结构的薄弱部分,对地下结构的抗震设计有很好的指导作用,可以为其他大型地下结构抗震计算的参考。     

隧道三维地震反应分析若干问题的研究

采用惯性力法数学模型和有限元方法，列出体系的运动方程组，对一隧道洞口段进行了三维地震反应分析，研究了边界约束条件、地震激振方向、隧道周围介质的阻尼常数、横向边界计算范围、抗震缝等因素对隧道地震反应的影响。     

考虑水平及竖向地震影响的盾构隧道动力分析及Pushover方法研究北大核心

为了研究竖向地震对盾构隧道的影响,并得到考虑竖向地震影响的简化静力计算方法,基于静动力统一粘弹性人工边界单元,分别建立了包含周围地基土-盾构隧道结构体系的二维非线性有限元动力和静力模型,研究了地铁隧道结构的地震反应特性,对比了仅考虑水平地震和同时考虑竖向地震输入情况下,盾构隧道的动力反应,分析了竖向地震对盾构隧道的动力性能的影响,可以看出,竖向地震对地下盾构隧道影响较大,应考虑竖向地震影响,并提出一些抗震措施建议.通过静力计算模型,基于一维动力模型输入水平地震和竖向地震波作用,获得土层的分布形式,得到一维场地反应计算目标位移,研究了考虑水平及竖向输入的静力推倒的弹塑性方法(Pushover分析)的加载模式,并采用竖向均布的体力模拟竖向地震动,与动力时程计算结果进行对比研究,讨论了考虑竖向Pushover方法的适用性,提出了考虑竖向地震荷载的静力简化方法,采用倾斜度作为抗震性能指标,并讨论了隧道结构的地震破坏准则。     

考虑水平及竖向地震影响的盾构隧道动力分析及Pushover方法研究

为了研究竖向地震对盾构隧道的影响,并得到考虑竖向地震影响的简化静力计算方法,基于静动力统一粘弹性人工边界单元,分别建立了包含周围地基土-盾构隧道结构体系的二维非线性有限元动力和静力模型,研究了地铁隧道结构的地震反应特性,对比了仅考虑水平地震和同时考虑竖向地震输入情况下,盾构隧道的动力反应,分析了竖向地震对盾构隧道的动力性能的影响,可以看出,竖向地震对地下盾构隧道影响较大,应考虑竖向地震影响,并提出一些抗震措施建议.通过静力计算模型,基于一维动力模型输入水平地震和竖向地震波作用,获得土层的分布形式,得到一维场地反应计算目标位移,研究了考虑水平及竖向输入的静力推倒的弹塑性方法(Pushover分析)的加载模式,并采用竖向均布的体力模拟竖向地震动,与动力时程计算结果进行对比研究,讨论了考虑竖向Pushover方法的适用性,提出了考虑竖向地震荷载的静力简化方法,采用倾斜度作为抗震性能指标,并讨论了隧道结构的地震破坏准则。     

软土地层中双圆盾构法隧道的抗震分析

目前对于上海双圆盾构法隧道的抗震问题 ,尚没有成熟的方法可供利用。本文结合上海地区典型软土室内动力试验研究成果 ,采用考虑土 -结构相互作用的软土地层中地下建筑物抗震稳定分析方法 ,研究了隧道 -土体体系二维地震反应 ,并应用梁单元有限元模型研究了隧道的纵向地震反应。计算结果包括 :地震引起的隧道周围软土孔隙水应力比、震陷、动剪应力比 ,以及隧道结构的动剪应力、轴力、剪力、弯矩等。最终从地震影响角度对该隧道的优劣作了初步评价 ,为工程决策提供了重要参考依据 ,所得结论可为软土隧道抗震设计提供参考依据。     

考虑地震非平稳性的隧道纵向抗震可靠度分析

考虑地震运动的非平稳性,将沉埋隧道地震反应分析的数学模型应用于隧道纵向随机地震响应及其抗震动力可靠度分析。从有限元动力分析的基本原理出发,利用脉冲响应函数和傅立叶变换原理,结合随机振动理论,研究了将地震荷载作为非平稳随机过程时隧道纵向随机地震响应及其抗震动力可靠度分析方法,建立了地下结构随机地震响应数字特征及其抗震动力可靠度的计算表达式。以南京长江越江隧道初步设计方案(沉管段)为例,计算了其在非平稳随机过程地震动作用下的动力反应均方根值和纵向抗震动力可靠度,并研究了管段接头的抗震可靠度。     

直墙拱顶隧道结构PUSHOVER抗震分析方法运用

对借鉴地上结构PUSHOVER抗震分析方法基础上的地下结构PUSHOVER抗震分析方法进行了综述。以山体内直墙拱顶隧道结构为研究对象,给出了适用于地下结构抗震能力评估分析的PUSHOVER分析方法和途径,通过与汶川地震中109隧道结构损伤结果比较,认为这种方法合理简单可行,适用于同类地下结构。     

下穿隧道-土-地表邻近框架结构相互作用体系

在中国城市轨道交通快速发展的推动下,隧道等地下结构近距离下穿地表建筑物的案例越来越多。对于相互穿越工程,较多的关注在于隧道等地下结构动态施工对地表建筑物安全的影响,而忽视了隧道建成后对被穿越的地表临近建筑物抗震性能的影响。拟结合某实际工程,建立盾构隧道-土体-地表邻近框架结构相互作用体系二维数值计算模型,对比分析隧道与邻近框架结构相互之间地震响应影响规律。计算分析表明：①隧道的存在使隧道两侧土体表面出现一个地震响应放大区;②下穿隧道对地表框架结构的地震响应有部分影响,但影响程度有限;③地表结构的存在对隧道结构地震响应的影响较小,可忽略不计。研究成果可为地下结构的规划以及地表结构与地下结构的抗震设计提供参考。     

软土中地铁区间隧道抗震设计研究

在采集和分析地铁震害类型的基础上，考虑了地震荷载作用下区间隧道的受力特点及软土和结构材料的动力特性，对软土地层中的地铁区间隧道的抗震设计方法进行了研究。内容包括：地铁区间隧道断面的地震响应计算，等代地震荷栽的确定原则，以及在2％、10％和63．2％三种概率水准，上海市区典型区间隧道断面的等代地震荷载及其修正系数的确定等。有关成果对地铁区间隧道简化抗震设计方法的建立有参考价值。     

浅谈隧道结构抗震设计方法

穿越地震断裂带及地震活动频繁区的隧道及地下结构,在设计之初就应该对结构本身进行抗震设计,从而有效地降低或避免地震及断层活动对结构所造成的破坏。然而选择正确的抗震设计方法是隧道结构抗震设计的基础,对目前各类抗震设计方法的理论基础及适用范围的了解是进行抗震设计前必须开展的工作。