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西南大学《地下结构与隧道工程》课程论文 论文题目： 城市地铁抗震分析 学 院： 工程技术学院专 业： 土木工程年 级： 201 级 姓 名： 学 号： 22 2016年6月25日目录【摘要】3一、研究背景3二、研究现状及特点4三、 基本问题及分析方法探讨51研究地震波场输入机制以及建立地下结构与土体系统的物理力学参数数据库52研究地基土以及土体一结构接触面的动本构模型及参数63发展合理而实用的求解非线性边值问题及确定地下结构之上地震土压力的方法6四、地铁地下结构的抗震性能以及抗震设计的方法、对策及技术71抗震措施认识72研究地下结构抗震性能的主要途径73实例分析84拟动力试验及其抗震安全性。9五、结束语10主要参考文献10城市地铁抗震分析【摘要】以浅埋式地铁车站为重点，简析高烈度地震环境下地铁地下结构抗震设计的五个基本研究课题及其研究现状，浅议采用现场调壹、材料和结构试验、动力离心模型试验和数值模拟等多种手段研究上述课题的思路及可行性，强调研究之目的是为了发展合理而实用的抗震设计理论与方法、发展经济而有效的抗震对策与技术、形成一套科学而系统的地铁地下结构抗震设计的规范体系与条例。【关键词】地铁，地震，抗震设计一、研究背景 近20年来，地下空间开发利用成为众所关心的热点，地下结构越来越被广泛地采用。预计在21世纪，地下结构、地下空间开发将得到更大的发展。在我国，地下空间、地下结构开发利用的潜力还很大。据统计，到2016年止全国地铁项目将达到140个，长度为4394km，其中全国已建长期规划中的地铁项目达到110个,长度为26445 km几条海底隧道和过江隧道也正在积极筹建中。 我国地处于欧亚大陆板块、太平洋板块、印度板块和菲律宾板块之间，地震活动非常频繁。1995年阪神地震中地铁结构的严重破坏给全世界人们一个警示地下结构的抗震非常重要。所以今年来在我国地铁抗震问题日益受到人们的关注。 随着地下空间的开发，地下结构建设规模的日益扩大，加强地下结构的抗震能力及其安全性已成为亟待解决的首要问题。这是因为，1)长期以来，人们普遍认为地下结构的抗震性能较好，地震时偏于安全。但是近--十年来全球范围内发生的几次强烈地震特别是神户地震，地下结构均有明显破坏，以往的“地下结构在地震时是安全的”这一传统观点受到了质疑。2)地下工程一般采用无梁楼盖结构或框架结构，根据地下结构地震破坏的特点，这些结构抗水平地层运动的能力较弱，因此这预示着地下结构地震时存在易损性，有必要对现行的地下结构进行抗震校校。如果在设计和施工时不充分考虑地震荷载因素，一旦有强震发生，其后果不堪设想。3)由于地下工程担负着重要的社会功能，其投资成本比地面结构高得多，且建于地下，一旦有裂缝或其它变形，将会发生渗水、漏水等现象，严重影响它的使用。4)下结构的震害现象不易于发现，检修不便。除此之外，其他一些学者也对地铁地下车站、区间隧道等地下结构抗震的相关方面进行了大量有益的探索二、研究现状及特点 与一般的地面结构相比，地铁车站及隧洞等地下结构的使用周期更长，而且一旦发生破坏，除了破坏隐蔽和修复困难外，所带来的直接和间接损失也远大于一般的地面结构。因此对地铁地下结构的设防水准以及抗震分析与设计方法理应有更高的要求。但是，与地面结构丰富的震害记录相比，地下结构在历次地震中的震害记录较少、程度较轻，人们逐渐形成了这样一种观点，即地下结构在地震作用下所受破坏程度远比地面结构轻，而且认为地铁地下结构的地震反应与基岩输入加速度峰值关系很小，地下结构在地震作用下破坏的可能性不大，对地下结构的设计也只是仿照地面结构的做法。譬如，将水平地震作用模拟为按一定形式分布的惯性力荷载作用于结构之上，或者采用地基的静力刚度代替动力刚度来计算地下结构的地震反应。又如，在确定地震土压力荷载时，常用的方法有两种?，一是根据地震烈度对土体的内摩擦角进行折减，二是采用物部一冈部拟静力地震土压力公式进行计算，这种设计方法具有明显的局限性。还有些专家认为，地铁地下结构可以不考虑抗震设计问题。 实际上，地下结构一土体系统的震动灾变动力学行为是极其复杂的。在高烈度地震环境下结构与土材料均可能呈现出明显的非线性、弹塑性或者塑性性态：结构和土体之间的接触面处还可能出现局部脱开、滑动、错位、张闭等非连续变形现象；地下结构一土体系统的动力相互作用的过程多是强非线性的、三维的、速率效应和循环效应影响均很突出的，并伴随有结构材料、特别是土材料本身的物理力学性质的弱化；地下结构一土体系统的破坏通常是渐进性的、局部化的，相互关联的。所以，高烈度地震条件下地下结构与土体系统的动力学行为的评价与灾变预测，需要合理地考虑材料非线性、几何非线性、弹塑性、接触面、局部不连续、渐进破坏等现象。 经过近几十年的努力，