上海世博会地下变电站围护结构及周围土体地震反应分析与研究

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1、河海大学硕士学位论文上海世博会地下变电站围护结构及周围土体地震反应分析与研究姓名：杜冰申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：丰土根20080505摘要随着城市建设的发展和地下空间的开发，各类地下建筑物大量兴建。地下结构在水利水电、交通运输、市政建设、军事和人防工程中得到了广泛的应用。由于我国是一个地震多发国家，大部分地区为地震设防区，而由于缺少足够的基础资料，目前对于这些地下建筑物还没有一种较为成熟的抗震设计方法。这使得地下结构抗震研究的重要性和紧迫性同益增加，地下结构抗震设计己经成为一个急待解决的问题。本文采

2、用三维快速拉格朗同法程序FLAC3D，对上海世博会500kV地下变电站围护结构以及周围土体动力反应问题进行了深入细致的分析研究。研究中考虑包括静力、动力以及地下承压水的影响。土体采用摩尔一库伦模型，孔压模型采用Fillll模型，动力边界条件采用自由场边界，建立了合理的计算模型，力求更真实地反映围护结构在动力作用下的响应。研究主要内容包括以下几点：1、介绍了国内外关于震害、地下结构抗震以及地震砂土液化的研究现状，阐述了三维快速拉格朗日法的基本理论，以及FLAC3D软件各个本构模型、模块以及建模方法，为进一步研究提供了

3、依据。2、根据工程实际情况，基于一些合理假设，建立了上海世博会地下变电站围护结构的三维模型。通过静力以及动力的四种工况的计算，得出了围护结构和周围土体在基坑开挖和在烈度为7度的情况下都能保持稳定，同时说明了圆形围护结构在抵抗环向压应力和防止基坑变形起到很大作用。3、针对模型中实体单元只能显示其主应力，不能直观有效反映结构破坏的缺点，利用FLAC如中的FISH语言进行二次开发，将统一强度理论引入计算程序中，以便找出结构的抗震薄弱环节。4、比较规范法和三维模型静力计算所得结果，得出三维模型更能合理反应围护结构受力情况。

4、5、讨论了地震波峰值加速度、卓越频率、围护结构材料参数以及地下结构周围参数对计算结果的影响，为类似工程设计和施工提供了一定参考。关键词：地下变电站围护结构地震反应分析FLAC3D有限差分法AbslractAbStraCtWiththedeVelopmentofconstructionincitiesa11dtheeXploitationofundergroulldspace，theunde唱roundbuildingsareflourishingnoW．Theseunde唱roundstructureshavebe

5、enwidelyusedinhydraulicandhydroelectricengineering，transpoItationengineering，municipalconstllJction，milita叫a11dcivildefensefoIrtifications．AsmostareaSofourcountrybelongtotheearthquake—f0Irtifiedregions，however，beinglackofSu衔cientbaLsicdata，therehasbeennorelati

6、Velymatureseismicdesignmethodinourcount巧bynow．Thesemaketheresearchabouttheseismicdesjgnofunde曙roundstructurem伽eimportantandu唱ent．InthispaperFLACjUprogr砌er(FastLagrangianAnalysisofContinuain3Dimensions)isusedtodeeplystudytheseismicresponsesofsupponingstIucturea

7、ndsoilofShanghaiW6rldExposition500kVunde靴undelectricsubstation．Staticanalysis，dyn锄icanalysisandanesiaIlwaterarec伽sideredinthisresearch．Mollr．Coulombmodel．fimlmodelaspecialporewaterpressuremodeland丘．ee-fieldboundariesareusedinordertoslmulatecorrectlyunderearthq

8、uakeprocesses．Themainresearchcontentsarelistedasfollows：1、Tllesnationoftheresearchoneanhquakecl锄age，ⅡleseismicofundergroundstructureandsaIldliquefactionaresunuIlarized．Thetheo巧offa