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强震作用下岩石场地群洞地铁车站试验研究

主讲人：

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研究背景与试验设计与试验结果分数值模拟与抗震设计建研究结论与意义方法析验证议展望

CON

目录

NTS

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研究背景与意义

城市交通网络的核心

地铁车站作为城市交通网络的核心，能够有效缓解

地面交通压力，提高城市运行效率。

促进区域经济发

展

地铁车站的建设与运营，能够带动周边商业发展，

促进区域经济的繁荣和城市化进程。

提升城市形象

现代化的地铁车站不仅提供便捷的出行服务，也成

为展示城市现代化水平和文化特色的窗口。

地铁车站的重要性

运营中断问题

地震发生后，地铁车站可能因结构损坏或安全检查而暂停运营，影响城市交通，例如2010年智利地震后地铁停运。

结构破坏风险

强震可能导致地铁车站结构出现裂缝、坍塌，威胁乘客安全，如2011年日本东北大地震中地铁站受损严重。

强震对地铁车站的影响

强震对地铁车站的影响

紧急疏散挑战

强震发生时，地铁车站需迅速疏散乘客，但拥挤的环境和有限的出口可能增加疏散难度，如2019年土耳其伊兹密尔地震。

长期维修成本

地震后地铁车站的修复和加固需要巨额资金，长期影响城市财政和运营成本，例如2016年台湾高雄地震后的修复费用。

地震对地铁车站的破坏风险

地震发生时，地铁车站作为人群密集区域，其安全性直接关系到公共安全。

现有设计标准的局限性

现行设计规范可能无法完全覆盖极端

地震情况下的安全要求，需要新的研究成果来补充。

群洞结构在地震中的响应特性

群洞结构在地震作用下的动力响应复杂，需深入研究以确保结构稳定。

提高抗震设计的经济性与实用性

通过研究，可以优化设计，减少不必要的成本开支，同时确保地铁车站的抗震性能。

研究的必要性

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试验设计与方法

场地地震历史记录

考察场地的地震历史，选择地震活动频繁或有详细记录的地点，以便更好地模拟强震影响。

场地周边环境考量

评估场地周边环境，如建筑物、交通设施等，确保试验不会对周围环境造成不利影响。

场地地质条件分析

选择具有代表性的岩石场地，分析其地质条件，确保试验数据的准确性和可靠性。

试验场地选择

模型制作与材料选择

根据实际地质条件，制作缩比模型，选择合适的材料模拟岩石场地群洞地铁车 站。

监测设备布置

在模型的关键部位布置传感器，实时监测位移、应变等参数，记录数据变化。

数据分析与验证

对收集的数据进行分析，与理论计算和现场观测数据对比，验证模型的可靠性。

加载系统设计

设计加载系统模拟地震力，确保能够准确地施加不同强度和频率的震动。

试验过程控制

严格控制试验过程中的加载速率和循环次数，确保试验结果的准确性和可重复性。

试验方法与步骤

TESTINGAND

OPTIMIZATION

MDMT

①

监测设备的布置

在地铁车站群洞内安装多种传感器，实时监测地震波传播和岩石响应。

数据采集频率

设定合理的数据采集频率，确保能够捕捉到地震作用下的快速变化。

数据分析方法

采用时频分析、波形分析等方法，对收集到的数据进行深入分析，提取关键信息。

模型验证与校正

利用收集到的数据对数值模型进行验证和校正，确保模型的准确性和可靠性。

数据收集与分析

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试验结果分析

位移响应特性

研究了地震作用下车站各部位的位移变化，评估了结构的稳定性和安全性。

地震响应特性

损伤程度量化

利用试验数据，对车站结构的损伤程度进行量化评估，确定其安全性和修复需求。

损伤模式识别

通过试验数据分析，识别出车站结构在强震作用下的主要损伤模式，如裂缝、变形等。

损伤分布特征

分析试验结果，总结出车站结构损伤在不同部位的分布特征，为设计改进提供依据。

结构损伤评估

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研究显示，群洞效应下，

相邻洞室的相互作用会改

变应力分布，影响整体稳

定性。

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群洞相互作用机制

施工过程中，群洞效应导

致的应力重分布可能对施

工安全和工程质量产生影响。

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群洞施工影响分析

强震作用下，群洞地铁车

站的地震响应表现出复杂

的动力特性，需深入研究。

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群洞地震响应特性

试验结果表明，群洞地铁

车站的变形模式与单洞不

同，需特别关注洞间土体

的位移。

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群洞变形特性

群洞效应研究

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数值模拟与验证

数值模型建立

选择合适的本构模型

根据岩石场地特性选择合适的本构模型，如弹塑性模型，以准确模拟岩石的力