發(fā)布時間：2017-08-10 19:06

  本文關鍵詞：地鐵車站單雙柱結構區(qū)段地震動力時程分析

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【摘要】：近年來,地震災害在我國一直頻發(fā),為了減輕震害以及損失,一個重要的途徑就是做好結構的抗震,地下結構的抗震性能雖然被認為優(yōu)于地上結構,但根據以往的地震災害數據顯示,地下結構的震害具有毀滅性,所以必須重視對地下結構的抗震設計。地鐵作為解決城市交通的重要手段,我國已經進入了飛速發(fā)展期,但目前為止我國仍缺少獨立完善的地鐵地下結構抗震設計規(guī)范,如何保證地鐵在地震作用下的安全性成為了我們迫切需要研究的課題。本文以青島地鐵兩河站為研究對象,通過MIDAS有限元軟件,在車站變截面處建立了三維有限元模型,對地鐵車站變截面處進行了地震動力時程分析,具有重要的理論意義以及工程價值,本文的主要內容包括:(1)介紹了現(xiàn)有抗震分析方法,分析了有限元基本理論,并通過MIDAS軟件中實體單元建立車站三維模型,選取粘彈性人工邊界以及經典的El-Centro地震波進行了地震數值模擬。(2)對比分析了車站變截面處在水平方向和豎直方向地震波單獨作用以及共同作用下,車站整體的位移和應力分布規(guī)律,通過分析找出了單雙柱結構的對應的薄弱位置。最后得出水平地震波對結構的影響起主要作用,豎直地震波雖然會使得結構的內力位移增大,但增幅有限。(3)研究了不同地下水位工況下,車站變截面處在地震作用下,頂板、柱體、側墻的最大剪應力和位移在沿車站長度方向其隨水位的變化規(guī)律。得出在高水位情況下,頂板所受最大剪應力呈漏斗狀分布,中心部位由于結構截面變化產生了較大的應力集中,并且在單柱結構區(qū)域頂板相對位移較大,隨著結構延伸,到雙柱截面時,位移有明顯減小。(4)對比分析了車站在不同單一圍巖條件下的地震反應特性。車站整體在單一堅硬圍巖工況下整體位移和最大剪應力較小,并且得出車站整體的最大剪應力分布規(guī)律區(qū)別于非單一地層。
【關鍵詞】：車站變截面處 時程分析 地震響應 有限元
【學位授予單位】：中國地質大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U231.4;TU93
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-26
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國內研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 地下結構震害14-16
• 1.4 地下結構地震反應16-18
• 1.4.1 地下結構抗震反應特點16-18
• 1.4.2 地下結構破壞原因18
• 1.5 地下結構抗震研究方法18-23
• 1.5.1 原型試驗18-19
• 1.5.2 模型試驗19
• 1.5.3 理論分析19-23
• 1.6 本文研究意義23-24
• 1.7 本文研究內容24-25
• 1.8 本文技術路線25-26
• 2 動力有限元基本理論26-45
• 2.1 基本本構模型26-31
• 2.1.1 土體動力模型26-29
• 2.1.2 接觸面本構模型29-31
• 2.2 動力有限元的基本理論31-38
• 2.2.1 動力平衡方程的建立31-36
• 2.2.2 動力方程求解36-38
• 2.3 人工邊界38-43
• 2.3.1 粘性動力人工邊界38-40
• 2.3.2 粘彈性動力人工邊界40-43
• 2.4 地震波的調整與選取43-44
• 2.5 MIDAS地震動力分析流程44-45
• 3 地鐵結構變截面處地震動力時程分析45-66
• 3.1 工程概況45
• 3.2 計算模型及假定45-49
• 3.3 變截面地鐵車站結構在單一地震波輸入下響應分析49-61
• 3.3.1 應力分析50-58
• 3.3.2 相對位移分析58-61
• 3.4 變截面地鐵車站結構在雙向地震波同時輸入下響應分析61-65
• 3.4.1 應力分析61-64
• 3.4.2 相對位移分析64-65
• 3.5 小結65-66
• 4 不同工況下車站地震動力時程分析66-81
• 4.1 地下水位變化對變截面車站結構的影響66-72
• 4.1.1 最大剪應力分析67-70
• 4.1.2 相對水平位移影響70-72
• 4.2 圍巖類別對地鐵車站結構地震響應的影響72-79
• 4.2.1 最大剪應力分析73-77
• 4.2.2 相對水平位移分析77-79
• 4.3 小結79-81
• 5 結論與展望81-83
• 5.1 結論81-82
• 5.2 展望82-83
• 致謝83-84
• 參考文獻84-89

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 陳正勛;王泰典;黃燦輝;;山嶺隧道受震損害類型與原因之案例研究[J];巖石力學與工程學報;2011年01期

2 余行;黃茂松;曹杰;;隧道結構的簡化抗震計算方法——等代水平地震加速度法[J];鐵道勘測與設計;2010年05期

3 孫超;;地鐵地下結構抗震性能及分析方法研究[J];國際地震動態(tài);2010年01期

4 ;Investigation and assessment on mountain tunnels and geotechnical damage after the Wenchuan earthquake[J];Science in China(Series E:Technological Sciences);2009年02期

5 李天斌;;汶川特大地震中山嶺隧道變形破壞特征及影響因素分析[J];工程地質學報;2008年06期

6 劉祥慶;劉晶波;;基于纖維模型的拱形斷面地鐵車站結構彈塑性地震反應時程分析[J];工程力學;2008年10期

7 張順福;王海波;楊會臣;;等效黏性邊界單元及黏性邊界波動輸入方法[J];水利學報;2008年10期

8 劉智勇;鄭永來;;矩形斷面地下結構抗震設計簡化方法探索[J];結構工程師;2008年02期

9 朱志輝;余志武;吳方伯;尚守平;;考慮衰減波特性的透射邊界及其實現(xiàn)[J];湖南大學學報(自然科學版);2007年12期

10 劉晶波;谷音;杜義欣;;一致粘彈性人工邊界及粘彈性邊界單元[J];巖土工程學報;2006年09期

中國重要會議論文全文數據庫 前1條

1 劉晶波;王文暉;劉祥慶;;地下結構抗震分析方法對比研究[A];防振減災工程理論與實踐新進展（紀念汶川地震一周年）——第四屆全國防震減災工程學術研討會會議論文集[C];2009年

中國博士學位論文全文數據庫 前1條

1 王璐;地下建筑結構實用抗震分析方法研究[D];重慶大學;2011年

中國碩士學位論文全文數據庫 前5條

1 潘靖軍;交叉地鐵車站結構抗震設計方法對比研究[D];中南大學;2014年

2 王公陽;地鐵車站結構地震動力響應有限元時程分析[D];中南大學;2014年

3 田雪娟;地鐵車站抗震分析[D];北京交通大學;2010年

4 施正城;地鐵車站與區(qū)間隧道過渡段的抗震設計分析[D];北京交通大學;2010年

5 馬行東;地震動荷載作用下地下洞室響應的初步分析[D];中國科學院研究生院（武漢巖土力學研究所）;2005年

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本文編號：652159