軟土地鐵建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計計算理論的研究.pdf

1、阪神地震以來，人們對地下結(jié)構(gòu)的抗震問題加強了研究。上海市區(qū)的軟土地層厚達250～300m，發(fā)生地震時易于由此加大危害，因此極有必要對地鐵建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計展開分析理論和設(shè)計方法的研究。本文依托于上海市地鐵建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計指南的制訂，以上海深厚軟土地層及埋置其中的地鐵建筑結(jié)構(gòu)為研究對象，對典型飽和軟土的動力特性進行了研究，確定了地鐵建筑結(jié)構(gòu)地震動響應(yīng)時程分析的基本方程和求解方法，同時闡述了可用于工程設(shè)計計算的地鐵建筑結(jié)構(gòu)抗震簡

2、化計算方法，并運用平面彈性復(fù)變理論建立了淺埋圓形隧道襯砌結(jié)構(gòu)地震動響應(yīng)分析的擬靜力解析算法。本文的主要工作及創(chuàng)新成果有：(1)以Biot動力固結(jié)理論為基礎(chǔ)，通過考慮土與結(jié)構(gòu)動力相互作用，確定了軟土地基中地鐵建筑結(jié)構(gòu)地震動響應(yīng)時程分析的計算原理和求解方法?；诟怕式y(tǒng)計規(guī)律和損傷理論，提出了土—結(jié)構(gòu)相互作用接觸面統(tǒng)計損傷本構(gòu)模型，給出了損傷演化的計算方法，該模型可考慮接觸面強度硬化和軟化性狀。(2)系統(tǒng)地論述了上海地區(qū)地鐵建筑

3、結(jié)構(gòu)典型斷面形式抗震計算的簡化方法，提出了等代地震荷載確定的基本原則、分布規(guī)律以及確定方法，同時通過大量對比計算，給出了可用于工程實際的結(jié)構(gòu)內(nèi)力調(diào)整系數(shù)。(3)通過土的動力試驗，對動荷載作用下典型飽和軟土的動力特性進行研究，確定了其變形規(guī)律和動力本構(gòu)模型。試驗結(jié)果表明，上海地區(qū)典型軟土符合應(yīng)變軟化規(guī)律，其動應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系可用Davidenkov模型描述。通過對模型參數(shù)和軟土的靜力參數(shù)進行統(tǒng)計分析，指出二者具有相關(guān)性，得到了相關(guān)

4、關(guān)系式，使能簡便地確定動力本構(gòu)模型參數(shù)。(4)運用平面彈性復(fù)變理論，對平面應(yīng)變情況地震作用下(本文考慮面內(nèi)拉壓波與剪切波)的圓形隧道襯砌內(nèi)力進行研究，通過考慮土－結(jié)構(gòu)相互作用，建立了半空間情況下圓形隧道襯砌結(jié)構(gòu)地震動響應(yīng)計算的解析方法。針對垂直入射的拉壓波和剪切波，將其等效為靜力問題，通過考慮土—結(jié)構(gòu)相互作用時須滿足的孔邊力與位移協(xié)調(diào)條件，建立平衡方程求解結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形。最后，對進一步研究的工作進行了展望。關(guān)鍵詞：飽和