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地铁地下结构地震响应数值计算研究

作　者: 吕立宁
导　师: 唐怀平
学　校: 西南交通大学
专　业: 一般力学与力学基础
关键词: 地下结构地震响应动力相互作用时程分析
分类号: U231.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 98次
引　用: 1次
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内容摘要

随着现代城市建设的发展,地铁和各类地下结构建筑物大量兴建,地下结构的抗震设计及结构安全性评价成为一项重要课题。.本文针对地铁等地下结构,采用抗震设计理论和分析方法,建立土-结构动力相互作用有限元计算模型,系统地研究地铁区间隧道衬砌结构和车站结构的地震响应及影响因素。论文主要内容如下：1、通过对动力时程分析中数值积分方法、阻尼模型、土体本构、边界条件、地震波选取等关键问题的分析,确定本文算例的建模条件。2、计算地下结构在不同地震波作用下的位移和内力响应特征,计算结果表明双向地震波作用下结构的响应与单向(水平)地震波作用下的响应有较大差异,双向地震波作用下结构内力比单向地震波作用内力大,竖向地震波对结构的影响不可忽略。3、地下结构受周围土体的影响,土体变位施加给结构的强制变形是结构产生较大位移和内力的主要原因。要把地下结构设计成能抵抗周围土体变形是不合适的,在地下结构的抗震设计中,应适当增加结构的柔性和延性,以提高结构的抗震性能。4、地铁车站的地震响应中,立柱是结构的受力薄弱部件,在结构抗震设计中,应对立柱进行加强,提高立柱的强度和延性。5、对不同土体的响应研究表明软弱围岩对结构抗震是不利的,稳定围岩有利于结构抗震。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-10
第1章绪论  10-17
  1.1 引言  10
  1.2 地下结构抗震问题的提出  10-12
    1.2.1 地震及其危害  10-11
    1.2.2 地下结构地震破坏的研究  11-12
  1.3 地下结构抗震分析方法  12-15
  1.4 本文的研究内容和目标  15-17
第2章有限元动力分析基本理论  17-29
  2.1 有限元动力分析方法简介  17-20
  2.2 结构地震响应的时程分析法  20-28
    2.2.1 运动方程的建立  20-21
    2.2.2 数值求解方法  21-23
    2.2.3 阻尼理论  23-25
    2.2.4 土体本构模型  25-26
    2.2.5 边界条件  26-27
    2.2.6 地震波的选取  27-28
  2.3 本文计算中的基本假定  28-29
第3章地铁区间隧道地震响应分析  29-42
  3.1 计算模型的建立  29-32
  3.2 区间隧道结构地震响应分析  32-41
    3.2.1 水平向地震波作用下结构响应分析  32-35
    3.2.2 双向地震波作用下结构响应分析  35-37
    3.2.3 自由结构地震响应分析  37-38
    3.2.4 衬砌材料刚度对结构地震响应影响  38-40
    3.2.5 衬砌厚度对结构地震响应影响  40-41
  3.3 本章小结  41-42
第4章双层岛式地铁车站地震响应分析  42-52
  4.1 计算模型  42-44
  4.2 车站结构地震响应分析  44-50
    4.2.1 水平向地震波作用下结构响应分析  44-46
    4.2.2 双向地震波作用下结构响应分析  46-47
    4.2.3 自由结构地震响应分析  47-48
    4.2.4 场地土体对结构响应影响  48-50
  4.3 本章小结  50-52
结论  52-54
致谢  54-55
参考文献  55-58
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果  58

地铁地下结构地震响应数值计算研究

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