软弱夹层对地铁车站结构的地震响应

摘要

地铁车站结构抗震能力析是城市防震减灾研究的重要内容之一.岩土体中赋存的软弱夹层与临近岩土体物理、力学性质有较大差异,这有可能导致地震波传播规律和地铁车站动力响应规律的改变.为了研究软弱夹层对地铁车站结构地震响应的影响,利用有限差分软件FALC3D建立含软弱夹层的三维数值模型,开展地铁车站-岩体-上覆建筑物整体作用下的非线性动力响应分析.对比分析了有、无软弱夹层两种工况下地铁车站结构加速度、位移、内力的时程曲线.研究结果表明,存在软弱夹层工况下,车站结构变形较无软弱夹层时有显著增大,车站结构主要承受挤压变形.临近夹层部位地铁车站结构内力较无软弱夹层情况有较大的增长.其中,右拱腰最大弯矩值2775kN·m/m,增大了16.13倍;右拱腰最大剪力为-9114kN/m,增大了2.35倍;右拱腰最大轴力为2534kN/m,增大了8.56倍.由此可见,软弱夹层的存在会放大结构位移和内力,对车站结构抗震性能产生不利的影响.