既有地鐵車站受新建隧道穿越影響的抗震動力學(xué)行為研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，隧道及地下工程的發(fā)展十分迅速，作為生命線工程，研究其在地震作用下的動力反應(yīng)問題具有重大的經(jīng)濟(jì)意義和社會意義。本文以土一結(jié)構(gòu)動力相互作用為核心理論，以動力有限元方法為分析手段，對地鐵隧道和地鐵車站的抗震問題進(jìn)行了初步的研究。文中首先對盾構(gòu)隧道抗震的相關(guān)研究方法與背景、研究內(nèi)容、研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢做了較為全面的概括和闡述。本文還初步分析了三維動力有限元計算理論、土與結(jié)構(gòu)相互作用的數(shù)值模型以及運動方程的求解過程，在對

2、相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行歸納和總結(jié)的基礎(chǔ)上，對各土體動力本構(gòu)模型的優(yōu)缺點和適用范圍進(jìn)行了評述，另外還從接觸面單元和接觸面本構(gòu)關(guān)系兩方面對接觸面模型進(jìn)行了介紹和評述。本文還對以下幾個與地下結(jié)構(gòu)抗震相關(guān)的基本問題進(jìn)行了理論分析并以算例進(jìn)行了驗證：①地震波的選取原則與調(diào)整(包括濾波、調(diào)幅與基線校正)；②基于波的無反射原理，進(jìn)行了軟件的二次開發(fā)，在軟件中實現(xiàn)了精度較高的粘-彈人工邊界和粘性邊界，并進(jìn)行了邊界條件的計算精度對比；③編程實現(xiàn)了粘-彈人工邊界上的

3、地震波輸入，并以簡諧波動的輸入為例進(jìn)行了驗證；④針對不同的邊界條件，分別采用振動方法和波動方法進(jìn)行了在地震荷載作用下隧道結(jié)構(gòu)的動力反應(yīng)分析，分析了無限地基對計算結(jié)果的影響。本文還以平面應(yīng)變假定對三維非線性動力問題進(jìn)行了簡化，建立了平行雙洞口盾構(gòu)隧道的地震反應(yīng)分析模型，分析了雙洞凈距對襯砌受力與變形的影響，得出了一些有益的結(jié)論。在上述研究的基礎(chǔ)上，建立了三維有限元模型，對五棵松地鐵車站受到新建南水北調(diào)輸水隧道下穿在空間上對原地鐵車站抗震性