地鐵隧道地震反應規(guī)律和震害機理研究.pdf

1、近年來，隨著人口的急劇增長和城市化進程的加快，許多城市陷入了地面空間不足的窘境，地面交通的運輸能力遠遠不能滿足居民日常生活的需求，因此地下空間的開發(fā)就成為了必然趨勢。地下交通系統(tǒng)的迅速發(fā)展帶來了很多亟待解決的問題，其中地下結構的地震安全性問題就凸顯出重要性。地下結構在地震作用下的受力特點和振動反應與地面結構存在很大差異，常用的地面結構抗震設計方法未必適用于地下結構。在國內(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，地下結構一旦震損，

2、可能會導致嚴重的人員傷亡，其震后修復也相當困難，因此對于地下結構抗震的研究是十分必要的。本文在前人工作的基礎上，通過振動臺試驗和數(shù)值模擬的方法，對地鐵隧道的地震反應規(guī)律和震害機理進行了研究。具體內(nèi)容如下：
　　 1.震害資料分析
　　 本文介紹了1995年阪神地震中神戶市地下結構的震害資料，總結了該次地震震害的一些具體特征，在此基礎上提出了地下結構震害的若干影響因素。
　　 2.土的本構模型
　　 本文介

3、紹了巖土工程領域常用的幾種土體本構模型，重點在ANSYS中利用參數(shù)化設計語言工具APDL進行了Duncan-Chang本構模型的二次開發(fā)。
　　 3.近場波動的數(shù)值模擬
　　 本文介紹了幾種常見的人工邊界條件，并且在ANSYS中實現(xiàn)了粘彈性人工邊界和自由場邊界：解決了初始地應力場的施加以及靜力-動力人工邊界轉換的問題。
　　 4.地下結構地震破壞振動臺試驗
　　 本文介紹了課題組自主研制的層疊剪切箱及地下

4、結構破壞大型振動臺試驗的情況；基于FORTRAN90和MATLAB編制了振動臺試驗數(shù)據(jù)自動處理程序，提高了數(shù)據(jù)處理效率。通過對穿過土層分界面的隧道的地震反應的振動臺試驗的結果的分析，研究了隧道地震反應規(guī)律。
　　 5.隧道地震反應的數(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過程，將數(shù)值模擬結果與解析解進行了對比，總結分析了隧道地震反應規(guī)律的關鍵影響因素，歸納給出了隧道地震破壞的幾種常見模式以及地震