埋深对地下结构地震反应特点的影响研究.pdf

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1、第32卷第11期长江科学院院报Vol_32No．I12015年11月JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstituteNov．2015doi：10．11988／ckyyb．20140459埋深对地下结构地震反应特点的影响研究岳粹洲，郑永来(同济大学土木工程学院，上海200092)摘要：在地震作用下，地下结构的地震响应影响因素复杂多变，地下结构的埋深就是其中之一。针对地下结构埋深对地下结构的地震动响应的影响，通过建立处于不同埋置深度的2种结构模型，运用FLAC软件进行

2、数值模拟研究。研究表明，在地震作用下，同一位置的地震波，在保持入射波不变的情况下，当地下结构位于不同的埋置深度时，结构上相同位置的地震响应差别不明显。关键词：埋深；地下结构；地震响应；异同性；FLAC软件中图分类号：TU93文献标志码：A文章编号：1001—5485(20151l1—0078—04下结构内的动应力以及砂土与地下结构接触面上的动土压力及加速度，在实验基础上提出了土一地下1研究背景结构动力相互作用的计算模型。杨林德等5近年来，为了拓展城市空间，地下空间的发展日(2003)对典型地铁车站结构、地铁车站

3、接头结构进益受到重视。与大量的地面结构震害相比，地下结行了大型振动台试验(台面尺寸4．01TI×4．0111，最大构震害资料相对较少，导致一段时间以来，人们普遍承载15t)，通过试验获得了模型加速度时程、结构认为地下结构具有较好的抗震性能，未对地下结构构件应变和结构表面动土压力等数据，进一步了解抗震研究给予足够重视。在地下结构设计时，设计了软土中地铁结构动力反应的规律，并为改进计算人员往往只是盲目地照搬地面结构的抗震设计方模型和分析方法进而制定软土条件下地铁抗震设计法。但是近些年来，特别是1995年日本阪神地震

4、以指南等提供了依据。陶连金等(2006)对地铁车后，由于阪神地震中大量的地下结构和地下设施遭站结构进行了振动台模型试验，采用多次加载方式，到严重破坏，地下结构抗震问题受到了研究人员的得到了不同荷载级别下的中柱及侧墙钢筋，中柱、顶关注，成为近些年地震工程领域的研究热点1-2]。板及侧墙混凝土的应变反应，结构模型及周围土层地下结构的抗震设计不像地面结构那样，拥有的加速度时程以及土与结构之间的接触压力反应完善的抗震设计规范和方法。近年来，经过众多学等。然而，上述所有的试验均是针对特定的结构或者的努力，虽然提出了许多地

5、下结构抗震设计方法，者有固定的设定参数，但是如果改变其中的埋深参但是各种方法基本上都是针对特定结构或土体性质数，试验结果是否仍然有效有待商榷，本文将针对埋提出的，适用性有限，至今还没有一种普遍适用于地深对地下结构的地震响应影响进行研究。下结构的抗震设计方法_3j。现有的地下结构抗震研究方法主要可分为3个大的类别：原型观测、理论2数值模拟分析和模型试验。模型试验方法是地下结构抗震研究的一个重要途径，主要包括人工震源试验、振动台2．1模型描述试验和离心机振动台试验。振动台试验开展相对较笔者为了探索地下埋深对结构抗震

6、性能的影多，近年来取得丰硕的成果。徐志英、施善云响，考虑到结构一般纵向较长，故而对其一断面进行(1993)采用加重乳胶铁粉材料制作成方形管道模二维平面特性分析，借助于二维有限差分软件型，在3m×5m的大型振动台上进行试验，采用简FLAC，拟对一单层结构针对其不同位置采用FLAC谐波在垂直于结构轴线的水平方向激振，测定了地软件进行模拟分析。针对某一地区，取长20m、高收稿日期：2014—06-05：修回日期：2014—07-03作者简介：岳粹洲(1988一)，男，安徽颍上人，硕士研究生，从事地下结构抗震方面的研究

7、，(电话)021—65981565(电子信箱)ycz—hao@sina．corn0第11期岳粹洲等埋深对地下结构地震反应特点的影响研究7910m的区块，进行网格划分，网格单元边长为1m，表1土壤材料性质Table1Propertiesofthesoil取为正四边形网格。该地下结构为单层单跨结构，净跨为3m，净高为3m，柱截面宽为0．24m，梁截面高0．24m，基础梁截面高为0．3m。为了比较二者的振动特点，建立了2种不同埋深的结构位置模型，埋表2土壤材料的塑形切应变与内聚力的对应关系深分别为地面以下2m和地面以

8、下5m(即结构顶Table2Correspondingrelationbetweenplastic部距地面的距离)，相应位置见图1。模型中土体的shearstrainandcohesi0nofthesoil边界条件根据实际情况设置为：底部边界方向和塑形切应变内聚力／kPa塑形切应变内聚力／kPaY方向均固定，左右两侧边界的方向固定。0100．03．0x10—0．03772．0x10—3