市政桥梁对下穿地铁车站的地震响应影响研究

摘要

目前，我国开始大力发展地下交通，尤其是地铁工程，其已成为城市生命线的重要组成部分。通常情况下，地下结构具有良好的抗震性能，地震灾害相对较少。但是地下结构一旦遭受地震破坏，将会带来严重损失并且难以修复。1995年，日本阪神地震中地铁结构遭到严重破坏使得人们意识到地下结构的抗震性能并不如想象中的那么好。为方便人们出行，地铁车站多数选在繁华的商业街、住宅区和既有交通设施附近。地铁车站附近多为已建成的建筑，甚至有些下穿市政桥梁和隧道。因此，地铁车站的抗震性能及地表建筑对其抗震性能的影响成为急需解决的问题。本文即以此为背景，主要内容如下:
　　1.首先本文主要阐述了其背景及研究意义，简要陈列了历年来地下结构地震灾害的特征，系统地归纳了地下结构震害的研究方法及内容，客观评述了各种抗震分析计算方法存在的问题，提出本文的研究内容和目标。
　　2.描述了土-结构动力相互作用分析的基本理论、ABAQUS中土体的Drucker-Prager模型和混凝土塑性损伤模型，为地下结构的动力材料非线性有限元分析打下基础。
　　3.以地铁建设中经常采用的两层三跨岛式地铁车站为研究对象，对地铁车站进行了非线性动力响应分析。给出了结构在不同地震波、不同地震峰值加速度下的相对位移、水平加速度和应力等结果，并对车站结构的响应结果作了总结分析。
　　4.系统的分析了地铁车站下穿市政桥梁的抗震性能及桥梁结构对车站的影响。对比了有无桥梁结构时的地铁车站动力响应变化，给出了有无桥梁结构时的加速度、相对位移和应力变化结果，并分析了车站结构的拉伸塑性损伤发展过程。最后给出了地铁结构在土体刚度、桥梁结构与车站结构的接触面特性及相对位置发生变化时的结果，分析了桥梁结构在这些参数变化时的对车站的地震响应影响。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 地下结构的震害及其研究

1．2．1 地下结构的地震灾害

1．2．2 地下建筑结构的震害研究

1．3 地下结构的抗震分析研究

1．3．1 抗震研究方法

1．3．2 抗震设计计算方法

1．4 本文的研究内容和意义

第2章 土-结构动力分析的基本理论

2．1 土-结构动力分析的基本概念

2．2 土-结构动力相互作用中几个关键问题研究

2．2．1 接触面的模拟

2．2．2 阻尼理论

2．2．3 边界条件的处理

第3章 土-结构相互作用有限元模型

3．1 ABAQUS简介

3．2 岩土本构模型

3．2．1 扩展的Drucker-Prager模型

3．3 混凝土本构模型

3．3．1 混凝土塑性损伤模型

3．3．2 混凝土损伤塑性部分

第4章 地铁车站结构的地震响应

4．1 地铁车站计算模型

4．2 计算结果分析

4．2．1 结构的加速度反应

4．2．2 结构的位移反应

4．2．3 结构应力

4．3 本章小结

第5章 地铁车站下穿市政桥梁有限元分析

5．1 引言

5．2 地铁车站结构动力响应分析

5．2．1 计算模型

5．2．2 水平位移和加速度反应

5．2．3 结构应力

5．2．4 车站结构混凝土拉伸损伤情况

5．3 地下结构地震响应的影响因素

5．3．1 土体刚度的影晌

5．3．2 桥梁承台与地铁车站的接触面特-陛的影响

5．3．3 相对位置的影响

5．4 本章小结

结论与展望

论文主要结论

展望

致谢

参考文献