強震作用下地下結(jié)構(gòu)與土動接觸效應的研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展，地鐵等地下結(jié)構(gòu)工程數(shù)量越來越多，規(guī)模越來越大，已經(jīng)成為人們賴以生存的重要基礎設施。地震中地鐵、隧道等地下結(jié)構(gòu)的破壞，使得地下結(jié)構(gòu)的抗震問題也受到越來越廣泛的關(guān)注。相關(guān)的震害調(diào)查及理論分析表明，地下結(jié)構(gòu)周圍土體在地震中的變形是導致結(jié)構(gòu)破壞的最主要因素，而地下結(jié)構(gòu)與周圍土體存在著緊密的土結(jié)構(gòu)相互作用，在地震作用下，土與結(jié)構(gòu)之間的脫開滑移的動力接觸作用必然會對結(jié)構(gòu)的地震動反應帶來影響，因此在研究地鐵車站的地震響應時有必要研究土

2、與結(jié)構(gòu)二者之間的動力接觸作用機理和對結(jié)構(gòu)動力響應的影響程度等問題。本文即以地下結(jié)構(gòu)與土體動接觸為核心，重點分析地震作用下車站與土體的脫開滑移現(xiàn)象，通過理論分析和數(shù)值計算，模擬動力接觸作用對結(jié)構(gòu)地震反應的規(guī)律，以期能夠?qū)Φ叵陆Y(jié)構(gòu)工程抗震實踐提供參考。
　　地下結(jié)構(gòu)與土體的動接觸作用是一個非常復雜的非線性問題，難以通過理論解析解來解決，因此數(shù)值模擬方法成為解決該問題的重要手段之一。本文借助大型商業(yè)有限元軟件ABAQ US，建立地鐵車站

3、二維有限元模型，研究了車站和土體之間的脫開滑移對地鐵車站結(jié)構(gòu)地震響應的影響，并進一步研究了地震動強度、土體性質(zhì)和混凝土材料對土結(jié)構(gòu)之間的脫開滑移及地鐵車站結(jié)構(gòu)地震響應的影響規(guī)律。
　　論文的主要做了以下工作：
　　（1）總結(jié)了國內(nèi)外土結(jié)構(gòu)動接觸作用的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，闡述了土結(jié)構(gòu)動接觸作用的基本理論和各種計算模型方法。
　?。?）通過有限元軟件 ABAQUS建立地鐵車站二維有限元模型，研究了地鐵車站結(jié)構(gòu)橫切面在水平地

4、震作用下考慮土體與結(jié)構(gòu)的脫開滑移動效應對結(jié)構(gòu)地震動反應的影響，并與不考慮脫開滑移效應時結(jié)構(gòu)的地震動反應和變形特征進行對比。結(jié)果表明：在水平地震動作用下，結(jié)合初始應力作用的效應，頂板、底板面上的滑移量并不均一，且各有其規(guī)律特點；脫開則發(fā)生于兩側(cè)墻體；與不考慮脫開滑移相比較，考慮脫開滑移效應時結(jié)構(gòu)地震反應會使得結(jié)構(gòu)層間位移變小，因此實際工程實際中不考慮脫開滑移效應，結(jié)構(gòu)更安全。
　?。?）通過改變地震動輸入大小、土體性質(zhì)以及混凝土材料