地铁车站基坑数值计算探讨

以某地铁车站工程为依托,通过对比数值计算软件和理正深基坑计算软件的计算结果,并结合已有的基坑监测资料,分析了数值计算中本构模型和计算参数的选取,提出了数值计算在地铁基坑开挖模拟中的计算要点,对城市地下空间开发建设中产生的地层变形及对周边建构筑物的影响分析计算有一定的指导意义。     

地铁车站主体结构地震响应数值模拟分析

为实现沈阳地铁车站主体结构的抗震模拟分析,以沈阳地铁某车站为工程背景,应用有限元计算软件Midas-GTS,研究在El Centro水平地震动作用下,车站主体结构的地震响应特性。研究结果表明,构件连接处位移较大,构件连接处的节点相对位移峰值与地震荷载加速度峰值出现时间相同。在时间2s附近,危险截面的纵向相对位移最大,与地震波最大加速度时间一致;节点加速度峰值出现在柱顶,水平位置相同高度越高的节点的加速度峰值越大;结构构件连接处的节点应力较大,是车站结构抗震的薄弱环节,应在设计时进行合理的加固处理。     

地裂缝场地地铁车站动力响应振动台试验研究

地震和地裂缝耦合作用严重威胁着地铁工程的安全.通过开展地裂缝场地(穿越地裂缝)地铁车站结构模型的振动台试验,分析了地震作用下地裂缝场地土的加速度反应、裂缝发展和车站的加速度、应变等动力反应规律.试验结果表明:模型土在临近地裂缝的一定范围内地震响应较大,且距地裂缝相同距离处,上盘的加速度响应整体上大于下盘;地裂缝场地地铁...     

地铁车站结构三维地震响应及土非线性分析

建立了上海软土地铁车站结构的三维计算模型,利用FLAC3D有限差分软件分析了上海软土的非线性特性、软土地铁车站结构的受力状态以及地震荷载引起结构内力的增加幅度,得到的地铁车站在地震动时的动力响应规律可供工程实践参考.     

软弱夹层对地铁车站结构地震动力响应影响的三维数值分析

基于ABAQUS有限元分析软件,建立了土体-结构动力相互作用的三维数值模型,利用Python二次开发程序实现了黏弹性边界的自动施加。考虑不同地震加载波形及车站与软弱夹层的相对位置,对典型两层三跨地铁车站结构动力响应进行了研究。结果表明:车站结构动力响应受加载波形及频谱特性影响明显,结构在不同地震波作用下关键部位的内力及位移变化趋势一致;车站与软弱夹层的相对位置对结构受力及变形影响显著,当车站位于软弱夹层位中时结构动力反应最大;对于典型的框架式地下车站而言,中柱的内力反应最大,为最不利受力构件,设计时应重点考虑;在含有软弱夹层的场地中布设水泥桩能够有效降低结构的地震内力反应,减小软弱夹层的不利影响。     

软土地铁车站深基坑施工技术

针对上海软粘土的高压缩性和流变性的特点 ,介绍了上海地铁一、二号线车站深基坑施工过程中采取的主要技术措施 ,以及控制地层移动、保护周围环境的施工方法。     

软土层埋深变化对地铁车站结构地震反应的影响规律研究

软土侧向大变形将是造成地铁车站结构严重震害的主要因素。为了明确软土层埋深对地铁车站结构地震反应的影响规律,对常见的两层三跨岛式地铁车站结构侧向和底部地基中存在不同埋深软土层时5种软场地和1个一般场地条件下地铁车站结构的地震反应进行了数值模拟分析。计算中采用自行建立的软土记忆型黏塑性动力本构模型模拟软土的动力非线性特性,混凝土的动力特性采用黏塑性动力损伤模型。给出了软土层不同埋深对地铁车站结构的加速度反应、侧向摆动位移反应和应力反应的影响规律,为提高软土地基上城市地铁车站结构的抗震性能及其抗震设计方法提供了依据。     

地铁车站软土深基坑施工技术分析

软土深基坑施工技术是地铁车站建设过程中常用的施工工艺之一,其施工效果直接影响了整体地铁车站后期运行的稳定性。文章以上海地铁一号线施工为例,从不同方面对地铁车站软土深基坑施工技术进行了简单的分析。并根据地铁车站软土深基坑施工对周边环境的影响,介绍了几点地铁车站软土深基坑施工周边建筑保护措施。     

STS新管幕对地铁车站结构地震响应影响分析

为实现STS新管幕对地铁车站结构地震响应影响分析,以沈阳地铁十号线东北大马路站为工程背景,应用Midas-GTS软件,研究了在不同加速度强度的地震作用下,有STS新管幕和无STS新管幕地铁车站结构的地震响应变化规律。结果显示:在地震作用下,由于STS新管幕结构的存在,减小了车站结构的弯矩、位移及加速度,从而减小了地铁车站的变形,对抗震结果有利。地铁车站衬砌的连接部位特别是柱顶受地震强度影响较大,是地铁车站抗震的薄弱环节。STS新管幕结构对地铁车站抗震的影响规律与衬砌强度增加对地下结构抗震的影响规律相一致。研究可为沈阳地区地铁车站抗震研究及工程应用提供支撑。     

地铁车站结构振动台试验中模型箱设计的研究

介绍笔者在对软土地铁车站结构进行振动台模型试验的过程中,在模型箱设计方面遇到的技术难题及其解决途径。主要包括在确定几何相似比时,通过论证分析提出了对量值极大的车站结构长度可行的简化方法,及对原型半无限体场地土的模拟范围;在选定模型箱结构的外形与构造时,借助有限元分析论证了可不与模型土发生共振的箱体构造;对箱体边界,通过对刚性侧壁内衬塑料板使模型土可较好模拟原型土的变形等。上述措施对试验获得成功起到了保障作用,对同类试验也有参考价值。     

Design of a shaking table test box for a subway station structure in soft soil

A reasonable choice of structure of a model box is significant for a shaking table test to be successful in geotechnical engineering. A model box has been designed for the shaking table test of a subway station structure in the soft soil of Shanghai in the paper. The reasonable geometric similarity scale of the subway station structure has been determined by a 3-D dynamic analysis under the action of lateral equivalent static loading. The shape, size and structure of the model box are chosen by considering all the involved factors comprehensively. The shape of the box is similar to that of a typical station structure, and the ratio between the plane dimension of the model ground and that of the model structure is big enough to reduce the influence of boundary condition effectively. The structure is strong enough to avoid being demolished by shaking during a test. The contact conditions between the model soil and box are clear to help the data gained from the test well fit that from numerical analysis. The total weight of the model soil and box is less than the bearing capacity of the shaking table apparatus and there is no resonance between the model soil and box. The results show that the model box can be used to simulate the dynamic response of a subway station structure very well, so it provides a firm foundation for the success of the shaking table test of a subway station structure. Translated from Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2004, 26(1): 75–78 [译自: 岩土工程学报]     

地铁车站曲线顶管暗挖新方法数值模拟研究

传统的地铁车站施工方法有明挖法、逆作法、盖挖法等,采用这些施工方法往往需要长期占用道路,管线和绿化搬迁量大,建筑拆迁量多,引发建筑与环境、交通、社会的矛盾。为了解决目前地铁车站施工问题,提出了一种新型的非开挖建造地铁车站技术——即曲线顶管暗挖新方法。同时结合轨道交通10号线华山路站,对曲线顶管暗挖法新方法施工地铁车站的非开挖施工技术进行了数值模拟,研究了开挖方案可能引起的地层响应,预测了施工过程中衬砌结构的最大应力。     

地震作用下层状土中地铁车站变形规律研究

采用FLAC有限差分软件,通过简化模型和土层,在输入唐山地震-北京旅馆测点南北向地震动时程情况下,研究了层状土中地铁车站变形规律;同时,将变形计算结果输入到地下结构的SAP模型,计算了结构的内力。以北京地铁16号线某车站为例,进行了地震响应数值模拟分析,研究表明:均匀土层中结构侧墙变形大于双层(上软下硬)土中侧墙变形;且不同土层中结构侧墙变形曲线斜率明显不同;存在软硬土层交界面时,结构侧墙位移随交界面深度呈线性增加;软硬土层交界面位于结构底板以下,即当车站结构处于同一种地层时,结构侧墙位移随着距离软硬交界面距离的增加而减小。     

地铁车站结构邻近土体动应力振动台试验研究

研究地铁车站在地震中的响应对于地铁建设和安全运营非常重要。针对北京地区的地质条件和典型的地铁车站结构进行了大型振动台试验,对动土应力时程进行了分析,得出如下结论:埋深小于结构顶板和埋深大于结构底板的土中动土应力不随输入波强度与埋深变化而变化;在输入波强度低时,侧墙上各点的动土压力相等;在输入波强度高时,侧墙上各点的动土压力随输入波强度的增高而逐渐增大,且动土压力变化幅值随埋深增加而不断增加。通过以上分析,说明在地震强度小时,地下结构对土的水平向动应力影响很小,在地震强度大时,因地下结构的修建进行的开挖削弱了土体,其对土的水平向动应力影响变大。作者还对对结构底板的水平向动切应力进行了拟合,发现:底板的动切应力呈梯形分布,中点处最大,两个端点处最小;底板各点的动切应力随地震波强度的增加呈指数函数增加。为应用方便将底板中点的动切应力与地震波加速度峰值之间的关系简化为:当地震波峰值加速度不大于0.4 g时,峰值切应力为常数;当地震波峰值加速度大于0.4 g时,峰值切应力为直线分布。     

拱式地铁站结构地震响应对比分析及结构优化

用有限差分分析软件FLAC3D,建立了土-地铁站结构相互作用的非线性动力数值计算模型。分析了相同埋深及地质环境下,两种连拱式地铁站结构在不同地震动作用下的动应力、相对位移和加速度响应规律,总结了两种地铁车站结构形式在抗震性能方面的优缺点。并对Z1型地铁站的结构形式进行了两种优化,用数值方法检验了优化后车站结构的抗震性能。检验结果表明,优化方案B具有较好的抗震性能:在Kobe波作用下,Mises应力峰值下降14.8%,最大主应力峰值下降18.8%;在Loma Prieta波作用下,Mises应力峰值下降7%,最大主应力峰值下降23.2%。     

软土地层地铁及地下构筑物抗震动力分析研究现状

从软土的动力特性、土 结构动力相互作用、软土地基的动力反应分析和地下结构动力可靠度计算等方面 ,介绍了国内外软土地层中地下构筑物的抗震动力分析研究情况。并介绍了笔者在这方面的一些研究成果