強(qiáng)震作用下地下結(jié)構(gòu)與土動(dòng)接觸效應(yīng)的研究.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展，地鐵等地下結(jié)構(gòu)工程數(shù)量越來越多，規(guī)模越來越大，已經(jīng)成為人們賴以生存的重要基礎(chǔ)設(shè)施。地震中地鐵、隧道等地下結(jié)構(gòu)的破壞，使得地下結(jié)構(gòu)的抗震問題也受到越來越廣泛的關(guān)注。相關(guān)的震害調(diào)查及理論分析表明，地下結(jié)構(gòu)周圍土體在地震中的變形是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的最主要因素，而地下結(jié)構(gòu)與周圍土體存在著緊密的土結(jié)構(gòu)相互作用，在地震作用下，土與結(jié)構(gòu)之間的脫開滑移的動(dòng)力接觸作用必然會(huì)對結(jié)構(gòu)的地震動(dòng)反應(yīng)帶來影響，因此在研究地鐵車站的地震響應(yīng)時(shí)有必要研究土

2、與結(jié)構(gòu)二者之間的動(dòng)力接觸作用機(jī)理和對結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的影響程度等問題。本文即以地下結(jié)構(gòu)與土體動(dòng)接觸為核心，重點(diǎn)分析地震作用下車站與土體的脫開滑移現(xiàn)象，通過理論分析和數(shù)值計(jì)算，模擬動(dòng)力接觸作用對結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的規(guī)律，以期能夠?qū)Φ叵陆Y(jié)構(gòu)工程抗震實(shí)踐提供參考。
　　地下結(jié)構(gòu)與土體的動(dòng)接觸作用是一個(gè)非常復(fù)雜的非線性問題，難以通過理論解析解來解決，因此數(shù)值模擬方法成為解決該問題的重要手段之一。本文借助大型商業(yè)有限元軟件ABAQ US，建立地鐵車站

3、二維有限元模型，研究了車站和土體之間的脫開滑移對地鐵車站結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響，并進(jìn)一步研究了地震動(dòng)強(qiáng)度、土體性質(zhì)和混凝土材料對土結(jié)構(gòu)之間的脫開滑移及地鐵車站結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響規(guī)律。
　　論文的主要做了以下工作：
　?。?）總結(jié)了國內(nèi)外土結(jié)構(gòu)動(dòng)接觸作用的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，闡述了土結(jié)構(gòu)動(dòng)接觸作用的基本理論和各種計(jì)算模型方法。
　?。?）通過有限元軟件 ABAQUS建立地鐵車站二維有限元模型，研究了地鐵車站結(jié)構(gòu)橫切面在水平地

4、震作用下考慮土體與結(jié)構(gòu)的脫開滑移動(dòng)效應(yīng)對結(jié)構(gòu)地震動(dòng)反應(yīng)的影響，并與不考慮脫開滑移效應(yīng)時(shí)結(jié)構(gòu)的地震動(dòng)反應(yīng)和變形特征進(jìn)行對比。結(jié)果表明：在水平地震動(dòng)作用下，結(jié)合初始應(yīng)力作用的效應(yīng)，頂板、底板面上的滑移量并不均一，且各有其規(guī)律特點(diǎn)；脫開則發(fā)生于兩側(cè)墻體；與不考慮脫開滑移相比較，考慮脫開滑移效應(yīng)時(shí)結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)會(huì)使得結(jié)構(gòu)層間位移變小，因此實(shí)際工程實(shí)際中不考慮脫開滑移效應(yīng)，結(jié)構(gòu)更安全。
　?。?）通過改變地震動(dòng)輸入大小、土體性質(zhì)以及混凝土材料