浅谈软基地铁地下车站与隧道地震反应特性研究

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1、南京工业大学硕士学位论文软基地铁地下车站与隧道地震反应特性研究姓名：梁艳仙申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：陈国兴20060601摘要随着我国经济的快速发展，我国城市地铁建设的规模正迅速扩大。包括南京在内的长江中下游地区是我国经济建设的重心之一，一大批国家重点工程正在或将在长江中下游地区建设。地铁地下结构兼具有人防工程的作用，担负着重要的社会功能，一旦发生破坏，将会给社会带来巨大的经济损失。研究软弱地基上地铁地下结构的地震反应特性对制定地铁抗震设计规范具有重要的参考价值。本文的主要内容包括：（1）、采用课题组提出的嵌于ABAQUS操作

2、平台的Davidenkov骨架曲线的土体动弹塑性模型来描述土的动应力－动应变关系，采用混凝土动塑性损伤模型来描述结构混凝土的动应力－动应变关系。（2）、选取南京地铁南北线一期工程中的三个典型软弱场地作为本文的研究场地，选用100年超越概率3%、10%和63%时的南京人工波作为基岩输入地震动，利用有限元软件ABAQUS分析南京地铁地下结构在三个概率水准下的地震反应特性，得出了南京地铁车站和隧道的动内力（动轴力、动剪力和动弯矩）反应特性，并给出了地铁地下结构对周围场地地震动的影响规律。（3）、以南京地铁车站结构在南京人工波作用下的地震反应特性为基

3、础，进一步分析了频谱特性对车站结构地震反应特性的影响，及其车站结构尺寸对其动内力反应的影响，并给出了地震波频谱特性和车站结构尺寸对周围场地地震动的影响规律。（4）、以南京地铁区间隧道的地震反应特性为基础，分析了隧道尺寸、断面形式、埋深、两平行隧道间的净距对隧道地震反应特性的影响，并给出它们对隧道动内力和场地周围地震动的影响规律。本文以南京软弱地基上的地铁地下结构为代表，分析了地铁地下结构的地震反应特性，得出了一些有意义的结论，对进一步研究软弱地基上的地铁地下结构的地震反应特性具有一定的参考价值。关键词：软弱地基地铁车站地铁隧道土的动本构模型地

4、震反应特性IABSTRACTThescaleofundergroundsubwayconstructionisenlargedquicklyinourcountryastheeconomyincreasequickly;manymajorprojectswillbeconstructedonthelowerareaofYangtseRiver.Thesubwayalsohasthefunctiontodefensesomesurpriseattacks,whichshoulderstheimportantsocialeffect.Itwill

5、bringlargeeconomiclosseswhenitisdestroyed.Itissignificanttostudytheseismiccharacteristicofsubwaywhichisbuiltonthesoftsite.Themaincontentinthisdissertationinclude:(1)Inthispaper,thesubroutineofdynamicelasto-plasticitysoilconstitutiveDavidenkovmodelisdevelopedandincorporatedi

6、nABAQUStodescribethedynamicstress-strainrelationshipofsoils,andthedynamicplastic-damagemodelofconcretedescribesthedynamicstress-strainrelationshipofconcrete.(2)Threerepresentativesoftsitesofthefirst-stageconstructionofsouth-northlineofNanjingsubwayareselectedasthestudiedsit

7、e.TheartificialearthquakewaveofNanjingforprobabilityof63%,10%and3%in100yearsareselectedasthebedrockinputgroundmotion.ABAQUSsoftwareisadoptedtoanalyzetheseismicpropertyofNanjingsubway,theresultsincludethedynamicinternalforceresponse(includingdynamicaxisforce,dynamicshearforc

8、e,dynamicbendingmoment)ofsubwaystructureandtheseismicresponseofthearoundsite.(3)Ac