浅论饱和土中地铁车站的地震响应分析

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1、北京交通大学硕士学位论文饱和土中地铁车站的地震响应分析姓名：周巧芳申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：赵成刚20080501中文摘要摘要：兴建地铁是解决城市交通堵塞和环境污染问题的最为有效的手段之一，但在地铁设计与建设过程中还有一个重要问题没有解决，这就是地铁车站的抗震问题。值得注意的是许多地下铁道结构所处地区都位于地震频发地带，因此地下铁道结构的抗震设计和抗震安全性能评估是个必须面对的问题。地铁车站是地铁运营过程中的交通枢纽，使用周期长、人员集中，一旦遭到地震破坏，可能造成重大人员伤亡和车站

2、结构的损伤。除了修复工作比地上建筑物困难外，所带来的间接经济损失远大于直接损失，一般也远大于地面结构的经济损失，并且也会给社会生活造成重大影响。这些都迫切要求人们对地下结构的抗震问题有更新的认识，并对地下结构的抗震问题加强研究。本论文在廖振鹏和赵成刚等分别建立的单相介质和流体饱和两相多孔介质动力分析的显式有限元方法的基础上，建立了适用于地铁车站结构一饱和土体耦联系统地震响应分析的模型，并编写了适合于饱和土与地铁车站结构耦联系统的地震动响应分析的程序，数值计算给出了地铁车站结构的平面P波的地震动响应，

3、分析并讨论了地铁车站的埋深、结构厚度、场地土性质、车站结构高跨比、结构类型等因素对地铁车站结构地震动响应放大系数的影响。通过对计算结果的分析和比较，发现：地铁结构的最大位移多发生在顶板和侧墙上，这与阪神地震中的地铁车站破坏位置一致；浅埋地铁车站的埋深对于其抗震性能有很重要的作用；对于浅埋地铁车站结构来讲，在厚度较小的范围内，增加结构厚度会使地铁车站的地震响应位移峰值随之增大；地铁车站的结构形式对于其抗震性能也是非常重要的，在相同的跨度和相同的高度情况下，增加结构跨数能明显的提高抗震性能。上述研究成果

4、对建立和完善的软土层中地铁车站抗震设计方法具有参考价值。关键词：人工边界：饱和软土；地铁车站；地震动响应分析；地震动输入分类号：P315j丘塞交通太堂亟±堂焦i佥塞△旦S!＆△￡!ABSTRACTABS’I’I己ACT：Theconstructionofthesubwayisoneofthemosteffectivemeanstohandletheurbantrafficcongestionandtheenvironmentpollution,butthereisanimportantproblem

5、whichisnotsolvedinthedesignandconstructionofthesubway．Thatisthesubwaystationseismicproblem．Itisworthnotingthatmanymetroareasarelocatedinthestructureinthefrequentseismiczone，SOtheseismicdesignofthestructureofMassTransitRailwayandperformanceevaluationofs

6、eismicsafetyisaproblemthatwehavetoface．Subwaystationisatransporthubwithalonglifecycleandtheconcentratedcrowd．Oncethesubwaystationisdamagedbytheearthquake，mayresultinsignificantcasualtiesanddamagetothestructureofthestation．Buttherestorationworkismoredif

7、ficultthanthegeneralstructureontheground，andtheindirecteconomiclossesisfargreaterthanthedirectlosses，aswellastherewillbeasignificantimpactonthesociallife．Thus，itisveryurgentthatpeoplemusthavesomeupdateunderstandingoftheseismicproblemoftheundergroundstr

8、uctures，andwehavetodomoreresearchontheseismicabilityoftheundergroundstructures．Inthispaper,onthebasisoftheexplicitfiniteelementmethodofthesingle-phasemediumandtwo-phaseporousfluid—saturatedmediumdynamicanalysis，whichwasestablishedbyLiao