接触效应对地下结构地震响应影响研究

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1、分类号：TU93题目英文并列题目．王82《538单位代码：l0005学号：S200704057密级：公开北京工业大学硕士学位论文S亟!鱼YQ堕!卫f!坠曼坠Q曼Qf￡Q堕!垒曼!亘!l量曼±!Q!h曼S星i曼煎B曼墨pQ堕曼曼Q!￡!卫鱼曼!臣Q旦坠鱼S堑卫Q地!曼曼———研究生姓名：赵遂．．——专业：±查工猩研究方向：垫至缝捡蕴庭——一导师姓名：塾丝力职称：夔量———一奎童重副麴撞．．——论文报告提交日期2Q!Q：篮学位授予日期——授予单位名称和地址j￡室互些盔堂jE室吏塑囤匡垩巫垦!嫂曼——独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽

2、我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得jb立王些太堂或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：乞：2§、日期：卫生：莎、g关于论文使用授权的说明本人完全了解jE塞王些太堂有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵守此规定)捅要开发利用地下空间资源是解决城市综合症的重要途径，已为社会各界所

3、共识，并成为当今我国基础建设的一个方向。阪神地震中神户市地下结构的破坏警示人们，现有的地下结构并不安全，在地震中也有破坏的可能。发生强地震时，地下结构周围地基的变形较大，很可能致使地下结构的一些薄弱环节发生严重破坏，从而对地下结构的整体安全产生严重影响。鉴于地下结构自身特点，进行地下结构抗震分析时必需考虑土与结构的相互作用，而土体的边界效应、动力接触非线性和输入地震动特征等是进行土与结构的相互作用分析时必须考虑的重要影响因素。为了真实地模拟强烈动力作用环境下土体．结构体系的响应，本文借助于大型通用有限元软件ANSYS对地震动作用下某地铁车站结构动力响应进行数值分析，研究了动力接

4、触非线性及地震动输入对地下结构地震反应的影响。本文的主要工作及结论为：(1)基于接触面对法和非线性数值波动分析方法，考虑土一结构界面接触效应和场地初始静应力影响，采用动力松弛法分析思路，建立了考虑土与结构接触效应的地下结构非线性地震反应分析模型和计算方法，并利用大型有限元软件ANSYS进行了求解，结果表明：土与结构接触效应对地下结构地震反应的影响较大，需在地下结构抗震分析中加以考虑。(2)基于地下结构接触非线性分析模型和地震波斜入射的解析实现方法，进一步分析了地震动入射角度对地下结构接触非线性地震响应的影响。结果表明：无论是应力还是位移，地震动入射角度对地下结构的动力反应影响较

5、大，在近源地震作用下进行地下结构动力响应时需要考虑地震动的非一致输入问题。(3)分析了地震动振动输入求解模式和波动输入求解模式的区别，基于粘弹性人工边界，在有限元软件ANSYS中实现了一种考虑能量辐射的振动输入求解模式，并建立了地震动作用下地下结构的动力反应分析模型，采用了三种地震动输入模式：即加速度峰值为西，的地表加速度时程作为振动输入时程的标准振动输入模式(用z代表)、自由场在波动输入方法下求得基岩处的加速度时程吃作为振动输入的基岩反演振动输入模式(用J代表)和由基岩处垂直输入地表加速度峰值的一半(1／2五。)对应位移时程的波动输入模式(用B代表)进行分析。结果表明：两种振

6、动输入模式下结构部分节点地震反应相比波动输入模式有一定的差别。关键词：地下结构，地震响应，界面接触效应，斜入射，地震动输入模式一II—ABSTRACTDevelopment锄dutil也ationofundergroundspaceresourcesisanimpOnantwayt0solVe也eci锣syndrome，wllichhasbeenrcco即娩edbythecommunit)，．Therefore，也iswayhasbecome·adirec石onofin触stmctureinourcount呵．Thedestmctionofundergrounds们比turc8

7、undertheKobeeanhquakewarnspeoplethat也eexist吨undergromlds仇lctIlresarenotsafeandmaybeen出unagedundere袖quake．Whens缸．ongear也quakeoc伽Irs，t11edefo衄ationoffounda．tionaroundtheu11de唱rounds伽lcturesis1arge，leadingtotheseVeredamageatsomeweaklin：I(sofunde玛roull