轨道交通工程浅埋结构物的抗震性能分析

摘要

随着城市化的快速发展,城市轨道交通工程已成为缓解城市交通压力的重要途径,然而至今对强震条件下地下结构物抗震性状认识和抗震设计理论尚未成熟,故对高烈度区地下结构抗震稳定问题研究是确保城市轨道地下结构物合理设计的重要课题。本文以建于高烈度区轨道交通工程的浅埋地下结构物为主要研究对象,应用三维有限差分方法,探讨了膨胀土中地下结构的地震响应特性,总结了强震中浅埋地下结构的弯矩、变形等分布规律,得出如下初步结论:
　　 1)加速度从模型的底部到模型的顶部被放大,在地表处达到最大值,增大了2-4倍,表明土体对地震波有一定的放大作用。
　　 2)土体的水平位移随着埋深的减小呈逐步增大的趋势。
　　 3)边柱与顶板的弯矩峰值在柱脚、柱顶与顶板交界处周边较其他位置大,是浅埋结构的薄弱位置,在对地下结构的抗震设计中应予以高度重视。
　　 4)结构周边动土压力在中柱与底板的接头处以及边柱与顶板的接头处达到最大值。
　　 5)右侧顶板在中柱柱项处挠度最大,表明中柱的破坏是导致结构物的破坏的重要因素。
　　 6)在振幅不变的情况下,随着输入正弦波频率的增大,浅埋结构与周围土体的各项动力响应逐渐减弱。
　　 论文研究成果对实际高烈度区的地下结构物的合理抗震设计和抗震稳定分析提供了依据,具有一定的参考价值。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:图表目录

致谢

第一章 绪论

1.1 问题的提出

1.2 国内外研究现状

1.2.1 原型观测

1.2.2 模型实验

1.2.3 论分析

1.2.4 数值分析

1.2.5 当前研究方法的展望

1.3 本文研究内容

第二章 FLAC3D动力分析基本原理

2.1 求解基本原理

2.2 FLAC3D动力分析

2.2.1 设置边界条件

2.2.2 输入动荷载

2.2.3 设置力学阻尼

2.3 应用步骤

第三章 工程实例数值分析模型

3.1 工程概况

3.2 工程地质条件

3.2.1 地形地貌

3.2.2 土层特性

3.3 计算模型的建立

3.3.1 网格划分

3.3.2 计算参数

3.3.3 边界条件

3.3.4 输出节点及输出单元

3.4 输入地震波

3.4.1 理论正弦波

3.4.2 El-Centro波

3.5 本章小结

第四章 数值仿真结果及分析

4.1 静力分析结果

4.1.1 土体竖向位移结果

4.1.2 土体竖向应力

4.2 动力分析结果

4.2.1 输入正弦波工况

4.2.2 输入EL波工况

4.2.3 对比分析

4.3 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文