【摘要】：本文采用理論分析和數(shù)值模擬方法，對地下結(jié)構(gòu)實用抗震分析方法及其性能指標進行了系統(tǒng)研究。首先對地下結(jié)構(gòu)橫斷面抗震分析中常見的實用方法進行了綜合比較；針對得到廣泛應(yīng)用的反應(yīng)位移法開展了深入研究，并提出了兩種改進的整體式反應(yīng)位移法；然后分析總結(jié)了地下結(jié)構(gòu)破壞模式，提出了適用于矩形地下結(jié)構(gòu)的量化性能指標；最后建立了非一致地震作用下隧道縱向動力反應(yīng)分析模型，并提出了隧道縱向抗震分析的實用方法。本文的主要研究工作和成果如下： （1）對地下結(jié)構(gòu)橫斷面實用抗震分析方法進行了系統(tǒng)的對比研究。全面梳理了目前地下結(jié)構(gòu)抗震分析中常見的實用分析方法：地震系數(shù)法、自由場變形法、土－結(jié)構(gòu)相互作用系數(shù)法、反應(yīng)位移法、反應(yīng)加速度法和Pushover分析方法。根據(jù)方法基本原理分析了各實用方法的主要誤差來源，并結(jié)合實際工程的數(shù)值模擬對各實用方法進行了綜合比較，結(jié)果可為工程實踐中實用方法的選擇提供參考。 （2）提出了兩種地下結(jié)構(gòu)橫斷面抗震分析的整體式反應(yīng)位移法。采用土－結(jié)構(gòu)動力相互作用問題中的子結(jié)構(gòu)法和整體有限元方法，論證了經(jīng)典反應(yīng)位移法理論基礎(chǔ)的嚴密性。針對經(jīng)典反應(yīng)位移法在計算精度、計算成本以及適用范圍等方面存在的問題對方法進行改進。通過改變計算模型和地震作用求解方法，提出了兩種整體式反應(yīng)位移法，，并驗證了改進方法的有效性。結(jié)果表明，與經(jīng)典反應(yīng)位移法相比，整體式反應(yīng)位移法計算精度高、計算工作量小、適用范圍廣。 （3）研究了地下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能指標。通過對典型地鐵車站結(jié)構(gòu)進行地震反應(yīng)分析，研究了地下矩形鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的破壞機理�；诘叵驴蚣芙Y(jié)構(gòu)破壞模式，提出了地鐵地下結(jié)構(gòu)抗震性能水平的劃分方式。通過典型地鐵車站結(jié)構(gòu)參數(shù)分析和結(jié)構(gòu)抗震性能試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等方法，初步提出了地下矩形鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的量化性能指標。 （4）提出了地下隧道結(jié)構(gòu)縱向抗震分析的整體式反應(yīng)位移法。基于一維化時域有限元算法，介紹了SH波斜入射時自由波場的計算方法。通過自編程序?qū)崿F(xiàn)了SH波斜入射時的有效波動輸入，建立了非一致地震動作用下隧道縱向動力反應(yīng)分析模型，開展了隧道縱向抗震分析，獲得了地震波斜入射對隧道縱向地震反應(yīng)的影響規(guī)律。結(jié)合地震波斜入射時自由波場的計算方法，對縱向反應(yīng)位移法進行改進，提出了隧道縱向抗震分析的整體式反應(yīng)位移法，并驗證了改進方法的有效性。
【圖文】：

地基振動引起隧道變形計算示意圖

地震系數(shù)法計算模型
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TU93;TU352.11

【參考文獻】

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本文編號：2525625