红土地地铁车站结构抗震问题研究

摘要

近年来，各种自然灾害频发，其中地震灾害首当其冲。在设计和修建地下铁道的过程中，必须考虑到以后可能发生的地震灾害，同时采取相应的措施使地下铁道在遭遇地震作用时能尽可能地减少甚至避免损失，因此，地下铁道的结构抗震问题研究具有重要意义。
　　本文以重庆市轨道交通六号线红土地地铁车站为依托，根据车站的实际情况，利用Midas-GTS有限元软件对红土地地铁车站结构的地震反应特性和抗震性能进行分析，主要研究内容概括如下:
　　①在地震荷载作用下，分析红土地地铁车站结构中的二次衬砌和喷射混凝土的某些重要部位以及车站结构中锚杆的地震反应特点，并在车站结构中各部位的地震反应特性的基础上提出改善地铁车站结构抗震性能的措施。
　　②针对红土地地铁车站的实际情况，对比分析不同衬砌厚度的情况下，地铁车站结构中各部分的地震反应特点，得出衬砌厚度对于地铁车站抗震性能的影响特点，为衬砌厚度设计提供参考依据。
　　③对不同埋深的地铁车站结构的抗震性能进行模拟分析，得出地铁车站埋深的不同对车站结构抗震性能的影响特点，为车站埋深设计提供参考依据。
　　④在分析大量计算结果的基础上，提出一些提高地铁车站抗震性能的建设性意见，为类似工程提供参考。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 概述

1．2 地下结构地震反应的特点

1．3 国内外研究现状和存在的问题

1．4 研究的目的和意义

第二章 岩土-地下结构动力反应

2．1 概述

2．2 岩土体-结构相互作用体系运动方程

2．3 运动方程的求解方法

2．3．1 运动方程

2．3．2 常加速度法

2．4 本章小结

第三章 基于有限元的抗震理论

3．1 有限元基本理论

3．1．1 概述

3．1．2 有限元分析基本步骤

3．2 动力有限元基本理论

3．3 本章小结

第四章 红土地地铁车站概况和有限元模型

4．1 红土地地铁车站概况

4．1．1 工程概况

4．1．2 设计概述

4．1．3 地质构造

4．1．4 水文地质条件

4．1．5 气候条件

4．1．6 不良地质现象

4．1．7 地震

4．2 红土地地铁车站有限元模型

4．2．1 计算模型

4．2．2 计算过程中的基本假定

4．2．3 边界条件

4．2．4 地震波的选取

4．3 本章小结

第五章 地震作用下红土地地铁车站的地震反应

5．1 概述

5．2 车站结构的自振模态分析

5．3 车站结构的地震荷载时程分析

5．3．1 地震荷载作用下岩土-车站结构体系的位移变化

5．3．2 地震荷载作用下车站结构的位移变化

5．3．3 地震荷载作用下地铁车站结构二次衬砌的弯矩

5．3．4 地震荷载作用下地铁车站结构喷射混凝土的弯矩

5．3．5 地震荷载作用下地铁车站结构二次衬砌的轴力

5．3．6 地震荷载作用下地铁车站结构喷射混凝土的轴力

5．3．7 地震荷载作用下锚杆内力

5．4 本章小结

第六章 红土地地铁车站抗震性能研究

6．1 概述

6．2 二次衬砌厚度对车站结构抗震性能的影响

6．2．1 岩土-车站结构体系自振特性与二次衬砌厚度的关系

6．2．2 岩土-车站结构体系位移变化与二次衬砌厚度的关系

6．2．3 车站结构位移变化与二次衬砌厚度的关系

6．2．4 车站结构二次衬砌弯矩与二次衬砌厚度的关系

6．2．5 车站结构喷射混凝土弯矩与二次衬砌厚度的关系

6．2．6 车站结构二次衬砌轴力与二次衬砌厚度的关系

6．2．7 车站结构喷射混凝土轴力与二次衬砌厚度的关系

6．2．8 车站结构中锚杆内力与二次衬砌厚度的关系

6．3 地铁车站埋深对车站结构抗震性能的影响

6．3．1 岩土-车站结构体系自振特性与车站埋深的关系

6．3．2 岩土-车站结构体系位移变化与车站埋深的关系

6．3．3 车站结构位移变化与车站埋深的关系

6．3．4 车站结构二次衬砌弯矩与车站埋深的关系

6．3．5 车站结构喷射混凝土弯矩与车站埋深的关系

6．3．6 车站结构二次衬砌轴力与车站埋深的关系

6．3．7 车站结构喷射混凝土轴力与车站埋深的关系

6．3．8 车站结构锚杆内力与车站埋深的关系

6．4 本章小结

第七章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

致谢

参考文献

在学期间发表的论著及取得的科研成果