【摘要】：我國正處于高速發(fā)展地下軌道交通的黃金時期，上個世紀(jì)人們對地下結(jié)構(gòu)的安全性不是很重視，認(rèn)為地震發(fā)生時土體對地下結(jié)構(gòu)的應(yīng)變具有約束作用從而不容易破壞，具有較好的抗震能力，如今對地下結(jié)構(gòu)的抗震研究并沒有成熟的分析理論和方法。因此，本文對地鐵地下結(jié)構(gòu)在地震作用下的動力響應(yīng)問題開展了相關(guān)研究，為地鐵地下結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)提供依據(jù)，總結(jié)大型復(fù)雜地下結(jié)構(gòu)在地震作用下的反應(yīng)規(guī)律，分析其破壞災(zāi)變機(jī)理。 本文在歸納了國內(nèi)外地鐵地下結(jié)構(gòu)抗震研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，總結(jié)了地震動力響應(yīng)的分析方法及其優(yōu)缺點(diǎn)，分析了地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中存在的主要問題。依托實(shí)際工程對地鐵隧道、車站在地震作用下的動力響應(yīng)進(jìn)行了模擬分析，討論了土體本構(gòu)模型、人工邊界、地震波的選取及輸入、土-結(jié)相互作用等關(guān)鍵性參數(shù)的敏感性，確定了適合實(shí)際工程的最優(yōu)模擬方案。模擬分析時選取了不同的計(jì)算工況，包括成層土體、斷層、不同隧道間距和埋深、地鐵車站的柱尺寸及位置、不同襯砌加固方案以及不同地震波對其抗震性能的影響。依據(jù)模擬分析的方法和理論，在MFC平臺上完成了地鐵隧道的地震動力響應(yīng)分析計(jì)算軟件的研發(fā)。最后，對結(jié)果進(jìn)行分析處理，得到了一些有益的結(jié)論，并針對研究的不足擬定后續(xù)工作的展望。 本文的研究表明，，地震作用下襯砌應(yīng)力峰值出現(xiàn)在拱腰、拱腳及拱肩部分，輸入地震波的類型對地鐵隧道的動力特征影響很大，而與襯砌剛度的相關(guān)性不大，輸入地震波后土體表面的加速度有所放大。地震作用下地鐵車站的層間位移角在允許范圍內(nèi)，其應(yīng)力峰值發(fā)生在中柱的端部，側(cè)壁與板、車站與隧道交接的地方也會出現(xiàn)應(yīng)力集中的現(xiàn)象。
[Abstract]:China is in the golden period of rapid development of underground rail transit. In the last century, people did not attach great importance to the safety of underground structure. There is no mature theory and method for seismic analysis of underground structures. Therefore, the dynamic response of underground structures under earthquake is studied in this paper, which provides the basis for seismic design of underground structures, and summarizes the response law of large and complex underground structures under earthquake. The failure mechanism is analyzed. On the basis of summing up the present situation of seismic research of underground structures at home and abroad, this paper summarizes the analysis methods of seismic dynamic response and their advantages and disadvantages, and analyzes the main problems in seismic design of underground structures. The dynamic response of subway tunnel and station under earthquake action is simulated and analyzed based on practical engineering. The sensitivity of key parameters such as constitutive model of soil, artificial boundary, selection and input of seismic wave, soil-junction interaction and so on are discussed. The optimal simulation scheme suitable for practical engineering is determined. In the simulation analysis, different calculation conditions are selected, including layered soil, fault, different tunnel spacing and depth, column size and position of subway station, different lining reinforcement schemes and the influence of different seismic waves on its seismic performance. According to the method and theory of simulation and analysis, the software of seismic dynamic response analysis of subway tunnel is developed on the platform of MFC. Finally, the results are analyzed and processed, and some useful conclusions are obtained. The research in this paper shows that the peak value of lining stress appears in the arch waist, arch foot and arch shoulder under earthquake, and the type of input seismic wave has a great influence on the dynamic characteristics of subway tunnel, but has little correlation with the lining stiffness. The acceleration of the earth surface after the input seismic wave is enlarged. The interstory displacement angle of subway station is within the allowable range under earthquake action, and the stress peak occurs at the end of the middle column, the side wall and the plate, and the place where the station and the tunnel meet will also appear the phenomenon of stress concentration.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TU311.3;TU93

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9 劉晶波;李彬;;地鐵地下結(jié)構(gòu)抗震分析及設(shè)計(jì)中的幾個關(guān)鍵問題[J];土木工程學(xué)報(bào);2006年06期

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4 ;《地下結(jié)構(gòu)》一書“前言”的有關(guān)部分(摘引)[A];盛世歲月——祝賀孫鈞院士八秩華誕論文選集[C];2006年

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3 尹恒;地下結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算中反應(yīng)加速度分析方法的優(yōu)化研究[D];重慶交通大學(xué);2015年

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本文編號：2376831