地下结构地震响应理论分析研究现状与展望

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1、重庆建筑44ChongqingArchitecture基金论文：本文为国家自然科学基金（编号50979112）项目论文之一doi：10.3969／j.issn.1671-9107.2012.06.044地下结构地震响应理论分析研究现状与展望ThestateofartofSeismicResponseTheoreticalAnalysisofUndergroundStructures张裕，刘元雪，赵吉昌（后勤工程学院军事建筑工程系岩土力学与地质环境保护重庆市重点实验室，重庆401311)摘要：目前地下工程抗震设计一般是基于传统的拟静力计算，这与实际地震响应相差较远。1995年日本阪神大

2、地震对地下结构的破坏，打破了土木工程界忽视地下工程抗震的固有观念，掀起了一股地下工程抗震研究热潮。论文对地下工程地震响应分析的解析法、半解析法与数值计算方法的发展现状与存在问题进行了较为全面的阐述。结合地下工程抗震设计的实际需求，探讨了地下结构地震响应理论分析的发展趋势。关键词：地下结构；地震响应；抗震；理论分析中图分类号：TU35文献标识码：A文章编号：1671-9107（2012）06-0044-04Abstract:Undergroundaseismicdesignismainlybasedontraditionalpseudostaticcalculation,whichis

3、verydifferentfromactualseismicresponse.Hanshin-Awajiearthquakein1995seriouslydamagedundergroundstructures,whichchangedthetraditionalviewofcivilengineeringcircleignoringa-seismicstructureofundergroundprojectandstimulatedresearchonundergroundaseismicstructure.Theauthorsfullyreviewthecurrentstatus

4、andprob-lemsoftheanalysismethod,semi-analysismethodandnumericalcomputationmethodanddiscussthedevelopmenttrendofseismicresponsetheoreticalanalysisonundergroundstructures.Keywords:undergroundstructures;seismicresponse;aseimic;theoreticalanalysis抗震研究已将弹性理论用于地下结构[6]。国内地下结构抗震理引言论研究起步较晚，在考虑地震对地下结构的作用

5、效应时一直采用拟静力法。按照主体算法（不含弹簧常数的算法）的解析从20世纪60年代初至70年代末，世界上一些发达国家和程度，地下结构抗震理论分析方法可以分为解析法、半解析法地区掀起了城市地下空间开发利用的高潮[1]。但长期以来，由和数值法。解析法和半解析法对计算做了较多假设，多适用于于地下结构的大量出现相对较晚、对地下结构地震响应机制结构形式较简单、场地情况不复杂、介质特性较单一情形下的认识不够全面，以及研究对象和计算复杂等诸多因素，地下工计算。数值法的假设条件相对较少，可以模拟复杂的地下结程的抗震问题未得到充分重视，抗震理论分析方法发展较缓构、复杂围岩介质、不同本构关系和边界条件等

6、情况的影响，慢。是基于计算机数值算法技术的重要研究方法。近几十年世界范围内发生的数起强震，如1995年日本阪神大地震、2008年中国汶川特大地震，均引起了人们对城市抗1解析法震防灾的重视，很多学者[2][3]对地下结构破坏特征进行了调查研究。其中，日本阪神地震造成了大量地下结构和设施不同程解析法的假设条件较多，通常基于弹性地基梁等静力理度的破坏，掀起了地下结构抗震研究的新热潮。较地面结构或论推导解析解。半地下结构而言，由于建筑型式、地基约束、结构刚度等方面1.1地震系数法[5]的不同，地下结构表现出截然不同的振动特性，文献[4]从7个方地震系数法将地震加速度产生的惯性力施加于结构上作

7、面对地下结构动力反应的特点做了总结。本文按照解析法、半为地震荷载，当用于地下结构的抗震分析时，还要考虑动土压解析法和数值法，对地下结构地震响应理论分析方法的现状力及上覆土体惯性力的影响。这种方法与地下结构一般不表和存在问题进行了分析，并对其发展趋势进行了探讨。现出明显的自振特性现象不相符，一定深度处加速度的取值地下结构地震响应理论分析方法随着人们对地下结构震合理性也存在问题。害重视程度的提高而经历了数十年的发展过程。70年代以后，1.2Shukla法[7]