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。     

重叠隧道爆破振动对相邻结构的影响

以某地铁工程区间近距离重叠隧道为背景，研究地铁区间隧道施工期间，爆破荷载对相邻隧道结构的影响。首先根据爆破振动加速度波确定爆破振动荷载，然后采用释放荷载方法模拟地铁隧道的开挖效应，确定初始应力场并通过对土一地铁结构体系进行模态分析，得到体系的振型和频率，以确定合理的阻尼系数和时间积分步长。最后运用Newmark隐式时间积分法，研究地铁区间近距离重叠隧道的动力响应。确定了在爆破振动荷载作用下衬砌结构的薄弱部位及其相应的位移和应力，得到地表的振动参数及其衰减值。得出的结论对设计和施工具有一定的指导意义。     

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。     

地铁地下结构抗震分析及设计中的几个关键问题

针对我国尚缺少完善的地铁地下结构抗震分析方法和专门的地铁结构抗震设计规范的现状,在分析目前我国地铁等地下结构抗震研究及设计方法的基础上,重点阐述了需要迫切解决的五个关键问题:合理的地下结构动力分析模型,高效的地下结构-地基系统动力相互作用问题分析方法,合理而实用的地铁地下结构地震破坏模式和抗震性能评估方法,地铁地下结构抗震构造措施,地铁区间隧道穿越地震断层的设计方案及工程措施。这些问题的研究和解决将为地铁地下结构抗震设计规范或规程的制定奠定坚实的基础。     

地震作用下软土隧道的易损性分析

隧道结构地震易损性是指在不同强度地震作用下隧道结构发生各级破坏的概率,对隧道结构的地震易损性评估不仅能为隧道结构的抗震设计提供必要的指导,也能为隧道结构的未来震害情况提供必要预测。本文在国内外隧道结构地震易损性研究的基础上,建立有限元模型对上海软土地铁隧道进行动力时程分析,并采用一维等效线性方法考虑土层的非线性特性,以获取上海软土隧道的分析易损性曲线,并与文献的分析易损性曲线及美国生命线联盟(ALA)指南中的地下隧道经验易损性曲线进行对比,验证了得到的软土隧道易损性曲线的合理性以及本文软土隧道地震易损性分析流程的合理性。     

液化场地地铁工程抗震设计实践

国内液化场地地铁工程抗震设计缺少成熟的经验,现行规范的指导原则也不尽明确。本文结合北京地铁7号线东延工程环球影城站及相邻区间隧道的液化场地抗震设计实践,对明挖法车站、明挖法区间、盾构法区间、矿山法区间抗地震液化处理措施进行研究,综合考虑地铁结构型式、液化土层分布、液化等级等因素,提出经济、有效的抗地震液化设计方案。     

地铁区间隧道整体震害预测

场地条件、施工因素等诸多不确定性，增加了地铁区间隧道整体震害预测的难度。本文立足于震后隧道破坏表象，给出了区间隧道整体失效概率的定量分析方法，并提出了地铁区间隧道抗震设计准则。     

盾构法隧道衬砌荷载影响因素分析

不同的地质条件、施工方法、隧道埋深以及衬砌刚度等条件的差异，会不同程度地影响隧道衬砌上荷载的分布。结合上海软土盾构法隧道设计和施工的具体情况，分析影响软土隧道衬砌荷载的影响因素，可为地铁隧道的设计和施工提供参考。     

软弱地基浅埋地铁区间隧洞的地震反应分析

针对南京地铁建设的实际背景和南京软弱地基的特点,以某典型软弱地基浅埋地铁区间隧洞为研究对象,对该软弱场地土的动参数进行了室内外试验研究,给出了各类土的剪切模量比G/Gmax和阻尼比λ与剪应变幅值γ之间的关系曲线,以及各土层的剪切波速;同时,采用等效线性化模型描述土的非线性性能,考虑地基土与地下浅埋隧洞动力相互作用的影响,采用二维有限元整体分析法对软弱地基浅埋隧洞的地震反应进行了数值模拟。计算结果表明:软土地基上的浅埋隧洞在中强地震发生时,在衬砌内引起很大的轴向力、剪力和弯矩,使得软土地基上浅埋隧洞在地震荷载作用下距离洞顶和洞底±35°左右的地方很容易发生剪切和弯剪破坏,这与已有地下隧道的震害是非常吻合的,因此该计算结果对地下区间隧道的抗震设计具有重要的参考价值。     

广州地铁建设中的地震液化问题研究

分析地震作用下饱和粉细砂层的液化机理,通过Seed简化分析法计算出地震作用下广州某区间隧道断面的土层液化点深度,讨论了土层液化点深度对盾构隧道抗震稳定性的影响,本文结论可以为盾构隧道的设计施工提供参考。     

地铁隧道的动力反应分析

以天津地铁1号、2号线为实例,利用有限元数值方法,对地震荷载作用下隧道结构的二维弹塑性动力响应进行模拟,通过地震作用对隧道所产生的应力值、位移值等得出地铁隧道受地震力作用时的危险点,为今后的隧道设计提供依据。     

地铁循环荷载下隧道下卧土体动力特性研究

随着我国城市地铁交通建设和运营里程的持续增加,列车荷载作用下隧道下卧土体的动力稳定问题备受关注。以粉质黏土地层中单线圆形地铁隧道为工程背景,采用室内模型试验和数值计算方法,分析了地铁循环荷载作用下隧道下卧土体中加速度峰值、沉降变形等的变化规律。结果表明,相较于循环荷载幅值,隧道下卧土体中加速度峰值衰减特性受循环荷载频率影响更为明显。单线圆形隧道周围约2倍直径范围为循环荷载作用影响区域,其中以0.5倍直径范围内影响最为显著。单线圆形隧道下卧土体的动力响应还受隧道埋深、隧道直径等因素影响,隧道埋深越深,隧道直径越大,下卧土体动力响应值越小,对隧道的安全有利。     

地震引起的竖向应力对地铁隧道的影响

在以往地铁隧道的地震反应分析中,地震作用一般以水平剪切为主;本文在分析日本孤神地震中隧道的破坏模式的基础上,研究竖向应力对建筑物的作用,从而提出一种考虑竖向应力作用的简易计算方法。文中以上海地铁一号线隧道为例,对其进行了具体分析。     

盾构隧道软土震陷有限元分析

软土地区震陷是造成工程结构震害的原因之一,其计算问题一直是目前国内外十分关注的问题。为了研究地铁隧道在软土地区中的震陷计算问题,以天津Z2线地铁隧道一期工程为例,结合地质勘察报告和地震安全评价性报告,采用《软土地区岩土工程勘察规程》（JGJ 83—2011）推荐的有限元分析计算方法并结合软化模量理论,进行地铁隧道软土震陷的分析计算,将计算结果与自由场情况下的计算结果进行对比分析。结果表明,地铁隧道位置处的震陷值大于相同位置处自由场情况下的震陷值,但二者数值相差不大,隧道的震陷值在一定程度上可以通过自由场的震陷值来进行估算;隧道震陷处理措施的范围可限制在隧道中心轴线左右两个隧道直径范围内。研究以期对于软土地区盾构隧道震陷问题具有一定参考价值。     

广州某地铁站配合外界荷载变化引起的复杂工况结构设计

广州某地铁站在主体结构施工过程中,由于外部盾构施工荷载的改变,使得车站主体结构在原设计状态下无法承受施工荷载,且不具备盾构施工条件,在此条件下,通过简单有效的加强设计,最终保证了盾构施工顺利和车站结构安全。     

基于安全系数的地铁车站衬砌优化设计探讨

实际工程中初衬受力与变形很大因而初衬会进入塑性,应将初衬视作弹塑性加固材料进行设计计算。结合一个青岛地铁车站衬砌的设计计算,将强度折减法应用于隧道稳定性分析。考虑衬砌施作时的围岩应力释放率影响,利用强度折减法计算隧洞围岩及衬砌的安全系数。初衬后围岩安全系数不应小于1.15~1.20,如果围岩安全系数小于1.30,此时二衬将承受一定荷载。二衬安全系数与初衬后围岩安全系数的乘积应大于2,以确保二衬安全。通过计算可以定量的确定初衬和二衬的结构尺寸,确保隧洞安全并合理降低成本。     

非对称基坑开挖对浅埋下卧地铁隧道的影响

地铁隧道里程数越来越长,近接地面工程建设对其安全影响不可忽视。为了研究地面工程建设对下卧地铁隧道的影响,采用数值分析方法建立三维模型,以基坑未开挖作为初始状态,分析了基坑降水、非对称基坑开挖和桩基荷载施加等过程的地铁隧道空间位移特征及结构受力特征。结果表明:基坑降水过程对下卧地铁隧道位移影响不明显,非对称基坑开挖会导致下卧地铁隧道结构整体产生上浮及偏移,桩基荷载施加后隧道会产生相应的下沉现象,但仍有残余位移;隧道受力结果表明,基坑降水对隧道受力影响也不明显,基坑开挖过程隧道受力逐渐增大且整体受力均匀,桩基荷载施加后隧道顶部和底部受力进一步增大,两边墙受力变化相对较小,受力整体呈椭圆形。研究结果可为确保类似工程施工安全提供借鉴。     

基于强度折减法的地铁车站交叉段稳定性分析

基于有限元强度折减原理,分别以特征点位移突变、等效塑形应变贯通和计算收敛等方法作为地铁车站隧道交叉段整体稳定性分析的失稳破坏判据,进行整体安全系数计算,通过实例分析,提出适合地铁车站隧道交叉段整体稳定性分析的强度折减判据。研究结果表明:有限元强度折减法可以定量地得出地铁车站隧道交叉段的整体安全系数;收敛判据计算得出的安全系数明显大于其他两种判据的结果,单独使用任何一种判据都不能真实地确定安全系数;采用特征点位移突变与等效塑形应变贯通两者相结合的综合判据可以较好的得到地铁车站隧道交叉段的整体安全系数。