地鐵隧道群對(duì)地震動(dòng)的影響.pdf

1、近些年來(lái),隨著許多城市對(duì)地下空間的大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用,地鐵已成為城市交通的主要工具。研究地鐵隧道群對(duì)地震動(dòng)的影響具有重要的工程意義和理論價(jià)值。
　　 地鐵隧道對(duì)沿線地震動(dòng)影響問(wèn)題的本質(zhì)上是地下隧道對(duì)地震波的散射問(wèn)題。本文利用非線性有限元分析程序FLUSH,研究了線性均勻場(chǎng)地、線性層狀場(chǎng)地、非線性均勻場(chǎng)地和非線性層狀場(chǎng)地四種場(chǎng)地中地鐵隧道群對(duì)地震動(dòng)的放大作用問(wèn)題,給出了時(shí)域中地表地震動(dòng)反應(yīng)。
　　 對(duì)于線性均勻場(chǎng)地,首先求解了

2、自由場(chǎng)的地震反應(yīng),進(jìn)而研究了雙隧道對(duì)地震動(dòng)放大作用的影響規(guī)律,對(duì)比分析了有無(wú)隧道時(shí)場(chǎng)地對(duì)地震動(dòng)放大作用的不同。然后對(duì)線性層狀場(chǎng)地,研究了自由場(chǎng)和含雙隧道層狀場(chǎng)地的地震反應(yīng),分析了均勻場(chǎng)地和層狀場(chǎng)地中地鐵隧道對(duì)地震波散射問(wèn)題的差異,論證了利用層狀模型研究的必要性和合理性。研究表明:含隧道場(chǎng)地比自由場(chǎng)對(duì)地震動(dòng)的放大作用更為顯著,土層本身對(duì)地震動(dòng)就有明顯的放大效應(yīng),而含隧道場(chǎng)地的地震反應(yīng)則是由場(chǎng)地自由場(chǎng)響應(yīng)與因隧洞存在而引起的散效應(yīng)的疊加,所

3、以地震反應(yīng)一方面受土層自振特性的影響,另一方面受隧洞對(duì)波的散射特性的影響。
　　 入射地震波峰值較大情況下,土體本構(gòu)關(guān)系將不再呈線性,而是呈現(xiàn)出很強(qiáng)非線性。本文在線性反應(yīng)分析基礎(chǔ)上,進(jìn)一步利用等效線性方法研究了含地鐵隧道群場(chǎng)地的非線性地震反應(yīng)。研究表明:含地鐵隧道群的非線性場(chǎng)地對(duì)地震動(dòng)的放大效應(yīng)明顯大于自由場(chǎng)的非線性地震反應(yīng)。土的非線性體現(xiàn)在其剛度與剪切模量的減小和阻尼的增大,相應(yīng)的剪切波速和土層的基振頻率減小。與線性場(chǎng)地反應(yīng)相

4、比,非線性反應(yīng)中,加速度反應(yīng)譜峰值對(duì)應(yīng)的卓越周期較大。當(dāng)輸入地震動(dòng)加速度幅值增大時(shí),地表點(diǎn)水平加速度反應(yīng)譜峰值對(duì)應(yīng)的周期偏長(zhǎng),說(shuō)明土體非線性特征增強(qiáng)。再考慮場(chǎng)地的層狀特征,求解了非線性層狀場(chǎng)地中地鐵隧道對(duì)地震動(dòng)的放大作用問(wèn)題。土體的層狀特性和非線性特性對(duì)場(chǎng)地地震反應(yīng)均有影響。
　　 針對(duì)不同場(chǎng)地情況,本文還考察了隧道間距和襯砌特性對(duì)場(chǎng)地反應(yīng)的重要影響。研究表明:隧道間距是影響地震動(dòng)放大特征的重要因素,由隧洞散射作用引起的地面豎向