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1、開(kāi)發(fā)利用地下空間資源是解決城市綜合癥的重要途徑,已為社會(huì)各界所共識(shí),并成為當(dāng)今我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的一個(gè)方向。阪神地震中神戶市地下結(jié)構(gòu)的破壞警示人們,現(xiàn)有的地下結(jié)構(gòu)并不安全,在地震中也有破壞的可能。發(fā)生強(qiáng)地震時(shí),地下結(jié)構(gòu)周圍地基的變形較大,很可能致使地下結(jié)構(gòu)的一些薄弱環(huán)節(jié)發(fā)生嚴(yán)重破壞,從而對(duì)地下結(jié)構(gòu)的整體安全產(chǎn)生嚴(yán)重影響。鑒于地下結(jié)構(gòu)自身特點(diǎn),進(jìn)行地下結(jié)構(gòu)抗震分析時(shí)必需考慮土與結(jié)構(gòu)的相互作用,而土體的邊界效應(yīng)、動(dòng)力接觸非線性和輸入地震動(dòng)特征等是
2、進(jìn)行土與結(jié)構(gòu)的相互作用分析時(shí)必須考慮的重要影響因素。
為了真實(shí)地模擬強(qiáng)烈動(dòng)力作用環(huán)境下土體.結(jié)構(gòu)體系的響應(yīng),本文借助于大型通用有限元軟件ANSYS對(duì)地震動(dòng)作用下某地鐵車站結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行數(shù)值分析,研究了動(dòng)力接觸非線性及地震動(dòng)輸入對(duì)地下結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的影響。本文的主要工作及結(jié)論為:
(1)基于接觸面對(duì)法和非線性數(shù)值波動(dòng)分析方法,考慮土-結(jié)構(gòu)界面接觸效應(yīng)和場(chǎng)地初始靜應(yīng)力影響,采用動(dòng)力松弛法分析思路,建立了考慮土與結(jié)
3、構(gòu)接觸效應(yīng)的地下結(jié)構(gòu)非線性地震反應(yīng)分析模型和計(jì)算方法,并利用大型有限元軟件ANSYS進(jìn)行了求解,結(jié)果表明:土與結(jié)構(gòu)接觸效應(yīng)對(duì)地下結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的影響較大,需在地下結(jié)構(gòu)抗震分析中加以考慮。
(2)基于地下結(jié)構(gòu)接觸非線性分析模型和地震波斜入射的解析實(shí)現(xiàn)方法,進(jìn)一步分析了地震動(dòng)入射角度對(duì)地下結(jié)構(gòu)接觸非線性地震響應(yīng)的影響。結(jié)果表明:無(wú)論是應(yīng)力還是位移,地震動(dòng)入射角度對(duì)地下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)影響較大,在近源地震作用下進(jìn)行地下結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)時(shí)
4、需要考慮地震動(dòng)的非一致輸入問(wèn)題。
(3)分析了地震動(dòng)振動(dòng)輸入求解模式和波動(dòng)輸入求解模式的區(qū)別,基于粘彈性人工邊界,在有限元軟件ANSYS中實(shí)現(xiàn)了一種考慮能量輻射的振動(dòng)輸入求解模式,并建立了地震動(dòng)作用下地下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)分析模型,采用了三種地震動(dòng)輸入模式:即加速度峰值為üg的地表加速度時(shí)程作為振動(dòng)輸入時(shí)程的標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)輸入模式(用Z代表)、自由場(chǎng)在波動(dòng)輸入方法下求得基巖處的加速度時(shí)程üα作為振動(dòng)輸入的基巖反演振動(dòng)輸入模式(用J代
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