地鐵車站地震反應(yīng)和破壞機(jī)理分析.pdf

1、近幾十年，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市人口的逐漸增加，地下結(jié)構(gòu)得到前所未有的發(fā)展，全國各地修建了越來越多的大跨度多形式的地下建筑物。以前由于震害資料較少，人們普遍認(rèn)為地下結(jié)構(gòu)抗震性能好，對(duì)地下結(jié)構(gòu)抗震分析研究不多。但在神戶地震中，地下結(jié)構(gòu)遭受了嚴(yán)重的破壞，其中，大開地鐵車站因坍塌而完全喪失使用功能，并且致使正上方主干道塌陷2.5米之多，影響了災(zāi)后救援工作，本次地震中地鐵結(jié)構(gòu)造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到300億日元。此后又出現(xiàn)了很多地下結(jié)構(gòu)遭受地震

2、破壞的實(shí)例。在我國，目前還沒有具體統(tǒng)一的地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范可循，地下結(jié)構(gòu)抗震研究很不成熟。本文以大開地鐵車站為對(duì)象，通過動(dòng)力有限元法對(duì)地下結(jié)構(gòu)地震破壞機(jī)理進(jìn)行了研究。
　　 本文利用等效線性化程序SHAKE91對(duì)大開車站附近場地土進(jìn)行了一維地震反應(yīng)分析，全面了解了實(shí)際土體在神戶地震作用下的反應(yīng)，獲得了場地土的等效阻尼比和等效剪切模量，總結(jié)了土層條件對(duì)地下結(jié)構(gòu)震害的影響。按照大開車站的實(shí)際結(jié)構(gòu)尺寸和周圍土層的實(shí)際資料，建立了二維

3、平面應(yīng)變有限元模型，采用纖維單元模型考慮鋼筋混凝土車站結(jié)構(gòu)的材料非線性和構(gòu)件非線性，利用等效阻尼比和等效剪切模量來考慮土體的動(dòng)力非線性，以神戶地震Port島地下83米處記錄的垂直向和南北向加速度波形作為二維地震動(dòng)的輸入波，對(duì)大開車站進(jìn)行了模擬計(jì)算。通過分析地下結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移及纖維單元截面的破壞狀況，從神戶地震獨(dú)特的地震特性出發(fā)，初步確定了大開地鐵車站的破壞機(jī)理。對(duì)比分析了彈性模型和彈塑性模型的計(jì)算結(jié)果，結(jié)果表明：地下結(jié)構(gòu)抗震分析應(yīng)該考慮