地鐵交通的開發(fā)與利用能夠很好的為城市人群的出行提供便利,還能夠緩解地面基礎(chǔ)建設(shè)的占地壓力。我國(guó)地域遼闊,地層分布復(fù)雜,例如京津塘環(huán)渤海區(qū)域、長(zhǎng)江三角洲區(qū)域等有廣泛的砂土層分布,這就使得很多在修或已修建的地鐵工程不可避免地處于砂土層中,而飽和砂土場(chǎng)地中的地下結(jié)構(gòu)抗震防震設(shè)計(jì)尤為關(guān)鍵。現(xiàn)有地下結(jié)構(gòu)的抗震規(guī)范針對(duì)飽和砂土場(chǎng)地中地鐵車站的考量相對(duì)較少,且不夠完善,這樣,對(duì)處于飽和砂土場(chǎng)地中地鐵車站的震動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行有效的分析很有必要。本文借助于有限元軟件OpenSEES,以日本大開車站為原型,先后建立了二維模型的均質(zhì)飽和砂土自由場(chǎng)地模型和飽和砂土-地鐵車站結(jié)構(gòu)動(dòng)力體系模型,開展了地震響應(yīng)特性研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）基于建立的模型,利用Biot動(dòng)力固結(jié)理論,考慮固液完全耦合,對(duì)自由飽和砂土場(chǎng)地進(jìn)行了動(dòng)力非線性數(shù)值分析。首先選取了 4種地震動(dòng)作用,分析各地震動(dòng)作用下模型的動(dòng)力數(shù)值響應(yīng)。然后選定地震動(dòng)作用,并調(diào)幅為5種地震動(dòng)峰值強(qiáng)度進(jìn)行地震動(dòng)計(jì)算分析。最后對(duì)4種飽和砂土場(chǎng)地模型進(jìn)行地震動(dòng)響應(yīng)分析。針對(duì)以上研究?jī)?nèi)容,在峰值動(dòng)孔壓比、加速度、震后殘余位移等方面分別探討了各工況的地震動(dòng)響應(yīng)特性分布規(guī)律。... 

【文章來(lái)源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２日本阪神地震地鐵車站的損壞形式??Ｆｉ．?１．２?Ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎ?ｆｏｒｍ?ｏｔｈｅ?Ｈａｎｓｈｉｎ?ｅａｒｔｈｕａｋｅ?ｓｕｂｗａｔｔｉｏｎ?ｉｎａａｎ??

?大連海事大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文???’?＾?…?！嚴(yán)?一＇Ｉ?？一?＇＊??：：．ｒｉ??圖１．３汶川地震引起砂土液化??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓａｎｄ?ｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎ?ｃａｕｓｅｄ?ｂｙ?Ｗｅｎｃｈｕａｎ?ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ??隨著我國(guó)地下工程如雨后春筍般的建設(shè)，地震發(fā)生時(shí)容易遭受破壞的地下結(jié)構(gòu)也逐??漸增多，況且地下結(jié)構(gòu)造價(jià)昂貴，一旦發(fā)生破壞難以進(jìn)行修復(fù)，因此地震災(zāi)害對(duì)我國(guó)廣??大城市而言是個(gè)潛在的特別大的威脅，因此開展完善的地鐵地下結(jié)構(gòu)抗震研宄和設(shè)計(jì)特??別重要。在我國(guó)沿海的京津唐環(huán)渤海沿線、長(zhǎng)江三角洲地區(qū)（江蘇省東南部、上海市及??浙江杭嘉湖一帶）、珠江三角洲環(huán)帶等都有大面積的飽和砂層分布，這些城市經(jīng)濟(jì)比較??發(fā)達(dá)、人口密度大因此地下工程建設(shè)運(yùn)營(yíng)的路線也相對(duì)較多。我國(guó)近２０年來(lái)大中城市還??未遭遇大的地震侵害，汲取歷史上世界各國(guó)的教訓(xùn)，對(duì)地下工程的抗震設(shè)防措施我們不??能掉以輕心。??１．?１．２研究意義??迄今為止，我們國(guó)家關(guān)于地下結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范己經(jīng)頒發(fā)執(zhí)行了很多，如《城市??軌道交通結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（ＧＢ５０９９０９－２０１４）》ｍ、《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范（ＧＢ５０１５７－２０１３）》［８］、??《地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范（ＧＢ５０１５７－９２）》［９］、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（ＧＢ５００１１－２０１０）》＂Ｇ］、《建??筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（ＧＢ５００７－２０１１）》１１１１，綜合以上規(guī)范來(lái)看，我國(guó)還未出版出一套完??善的只用于地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范。并且，近年來(lái)我國(guó)修建了大量的地鐵工程，??周圍場(chǎng)地土體分布也是不盡相同，且關(guān)于砂土地區(qū)地鐵地下結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范仍相對(duì)??比較簡(jiǎn)略，難以適應(yīng)我

到的地震波能量主要集中在０？１０Ｈｚ，而砂類土體的剪切波速一般大于１００ｍ／Ｓ，??也就是說(shuō)在垂直地震波輸入方向上單元不大于ｌｍ便可滿足要求，本章節(jié)模型網(wǎng)格??尺寸為１．７ｍＸｌｍ（在豎直方向上為ｌｍ），飽和砂土體采用ｑｕａｄＵＰ四節(jié)點(diǎn)單元，材??料為ＰｒｅｓｓｕｒｅＤｅｐｅｎｄＭｕｌｔｉＹｉｅｌｄ多軸屈服材料；在模型底部邊界假設(shè)為基巖條件不??考慮滑移現(xiàn)象，為消除邊界效應(yīng)的影響在兩側(cè)向邊界通過(guò)“等高度等自由度式”??來(lái)實(shí)現(xiàn)，表面為排水條件；在中軸線上選取了?４個(gè)特征點(diǎn)，數(shù)值模型概況如圖２．１??所示。??？????？?？?＾??．？?．?．?？?？?？?？?？?■?－?＊?？?？?？?？?－?－?？?？?－?－?？?－？?？？?？?？＊＊？＊？—?－?？？?？？？？?－?？?－?？?－?？?？?－?？？？?＊?．?＊?？?？??＊??圖２．１自由場(chǎng)地模型示意圖??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｆｒｅｅ?ｓｉｔｅ?ｍｏｄｅｌ??其中ＰＤＭＹ材料可以較好的模擬飽和砂土的應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系，并能夠反映土體??在動(dòng)力加載條件下的主要力學(xué)特性，例如砂土的剪脹和剪縮特性等；在地震荷載??作用下能夠較好的表示動(dòng)孔隙水壓力的增長(zhǎng)與消散。ＰＤＭＹ模型屈服面方程：??／?＝?＾?ｓ－＾ｐ＇?＋?ｐ０Ｊａ?：?ｓ－＾ｐ＇?＋?ｐ〇ｙ?－Ｍ：＾ｐ＇?＋?ｐ０Ｊ?（２．２）??其中??Ｍ?＝?６ｓｉｎ＾＞／（３－ｓｉｎ＾）??ｒ??Ｐ〇?＝￣ｃ／ｔａｎ＜ｐ??式中：ｓ為偏應(yīng)力張量，＾＝（７（，為有效應(yīng)力張量；５為克朗內(nèi)克符號(hào)）；ａ??為偏應(yīng)力空間中屈服面在？ｒ偏應(yīng)


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