地下结构抗震分析反应谱法与现有简化方法对比 被引量：4

1

作者 赵密 李苗 +3 位作者 昝子卉 高志懂 杜修力 王君杰 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期783-790,共8页

对比地下结构抗震分析的反应谱法与规范建议的简化分析方法即反应位移法和反应加速度法的计算精度。在简介3种方法的基础上,以3个地铁车站二维横断面抗震分析为例,以动力时程分析结果为参考标准,比较3类抗震分析方法的计算精度。研究表... 对比地下结构抗震分析的反应谱法与规范建议的简化分析方法即反应位移法和反应加速度法的计算精度。在简介3种方法的基础上,以3个地铁车站二维横断面抗震分析为例,以动力时程分析结果为参考标准,比较3类抗震分析方法的计算精度。研究表明,反应谱法计算地下结构变形及内力的误差为0.1%~14%,反应加速度法的误差为0.2%~26%,反应位移法的误差为9%~44%,反应谱法的计算精度高于反应加速度法和反应位移法。 展开更多

关键词 地下结构抗震 简化分析方法 反应谱法 反应位移法 反应加速度法

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地下结构抗震分析中基床系数取值试验研究 被引量：7

2

作者 徐琨鹏 景立平 +2 位作者 宾佳 程新俊 梁海安 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期1035-1042,共8页

在对地下结构进行抗震分析时,基床系数的准确性直接决定了反应位移法的计算精度.针对基床系数相关研究的不足,提出了一种拟静力试验法,自主研发了大型拟静力模型箱,围绕砂土场地开展了有无轴压两组试验;在此基础上,提出了基床系数沿深... 在对地下结构进行抗震分析时,基床系数的准确性直接决定了反应位移法的计算精度.针对基床系数相关研究的不足,提出了一种拟静力试验法,自主研发了大型拟静力模型箱,围绕砂土场地开展了有无轴压两组试验;在此基础上,提出了基床系数沿深度修正法,并进行了算例验证.结果表明:水平基床系数随推覆水平的增大而减小,随土层深度的增大而增大;附加应力对基床系数取值存在较大影响;采用修正基床系数可显著提高反应位移法的计算精度,较规范中基床系数静力有限元法,地下结构弯矩误差最大可由16.7%降低至9.1%,顶底板相对位移的计算误差可由35.0%降低至18.8%,验证了该新型室内基床系数测试方法的可行性及基床系数沿深度修正法的合理性. 展开更多

关键词 地下结构抗震 反应位移法 基床系数 拟静力试验 模型箱

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地下连续墙连接方式对地铁车站结构地震反应的影响研究 被引量：12

3

作者 付继赛 庄海洋 +2 位作者 王旭 陈苏 陈国兴 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期42-50,共9页

目前地铁车站设计中地连墙与车站主体结构之间常采用复合墙与叠合墙两种连接方式,本文基于有限元方法,针对不同连接方式导致结构地震反应差异的问题,采用ABAQUS建立了土-地下连续墙-地铁车站静动力耦合有限元分析模型,分析了地连墙与主... 目前地铁车站设计中地连墙与车站主体结构之间常采用复合墙与叠合墙两种连接方式,本文基于有限元方法,针对不同连接方式导致结构地震反应差异的问题,采用ABAQUS建立了土-地下连续墙-地铁车站静动力耦合有限元分析模型,分析了地连墙与主体结构连接方式对地铁车站层间位移角、侧移位移反应、动态损伤演化规律等结构地震反应的影响。研究表明:叠合墙地铁车站相对复合墙车站地震损伤整体上显著降低,且具有更好的抗侧移刚度,两种连接方式改变结构的薄弱位置,但两种连接方式中板的中间跨两端都是薄弱位置,应给予足够的重视。 展开更多

关键词 地铁车站 复合墙 叠合墙 地下结构抗震 地震损伤

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基于IDA方法地下结构易损性的地震动记录规模选取 被引量：4

4

作者 蒋家卫 高权宝 +2 位作者 陈国兴 许成顺 杜修力 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期1144-1152,共9页

旨在研究基于增量动力分析(IDA)方法的地下结构地震易损性分析中地震动记录集规模的选取。基于ABAQUS/Standard软件平台,建立地铁车站结构的土-结构相互作用分析的二维模型,选取了44条远程地震动加速度时程曲线为基准库,采用非线性时程... 旨在研究基于增量动力分析(IDA)方法的地下结构地震易损性分析中地震动记录集规模的选取。基于ABAQUS/Standard软件平台,建立地铁车站结构的土-结构相互作用分析的二维模型,选取了44条远程地震动加速度时程曲线为基准库,采用非线性时程动力分析方法,获取了结构在不同规模地震动记录样本作用下的动力响应。以层间位移角为结构损伤指标,PGA为地震动强度指标,绘制了IDA曲线簇并计算得到了不同工况的50%分位线。基于不同工况的结构震后失效概率与标准值的误差分析发现,地震动样本规模会显著影响地下结构基于IDA方法的地震易损性分析结果,随着评估性能水准等级的提升,地震动记录所带来的影响会越大。研究表明,基于IDA方法的地下结构地震易损性分析应不少于12条地震动记录,最佳输入地震动记录条数为28条。上述成果可为基于性能的地下结构抗震设计分析方法提供科学参考依据。 展开更多

关键词 地下结构抗震 地铁车站 地震易损性 增量动力分析 地震动记录

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增量动力分析与云图法在地下结构地震易损性分析的应用 被引量：1

5

作者 蒋家卫 王树旷 +2 位作者 许成顺 杜修力 陈国兴 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1445-1452,共8页

为了研究基于云图法与增量动力分析方法地下结构地震易损性对比分析,本文以两层双跨地铁车站结构为研究对象,基于ABAQUS/standard软件平台,建立了考虑土-结构相互作用的二维有限元模型。采用非线性时程动力分析方法,获取了结构在502条... 为了研究基于云图法与增量动力分析方法地下结构地震易损性对比分析,本文以两层双跨地铁车站结构为研究对象,基于ABAQUS/standard软件平台,建立了考虑土-结构相互作用的二维有限元模型。采用非线性时程动力分析方法,获取了结构在502条原始地震动记录(云图法)以及基于44条地震动调幅后(增量动力分析方法)作用下的动力响应。以层间位移角为结构损伤指标,PGA为地震动强度指标,分别建立了基于云图法与增量动力分析方法计算结果的地铁车站地下结构地震易损性曲线。结果表明:基于云图法与增量动力分析方法所评估的地下结构震后功能失效概率基本相等,最大差异仅为7.5%。与云图法相比,得益于调幅的优势,基于增量动力分析方法的地震易损性分析可以获取地下结构在任意地震动强度作用下的失效概率。上述成果可为基于性能的地下结构抗震设计分析方法提供科学参考依据。 展开更多

关键词 地下结构抗震 地震易损性 增量动力分析 云图法 地铁车站 框架结构 数值分析

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二阶振型对场地地震变形及地下结构地震响应的影响 被引量：1

6

作者 江志伟 许成顺 +1 位作者 杜修力 刘晶波 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2022年第3期113-121,共9页

地下结构地震响应和抗震推覆性能分析中常取场地的一阶振型作为场地的地震变形模式,但事实上地震作用还可激发场地的高阶阵型效应,这对正确分析地下结构的地震响应和评价其抗震性能有一定的影响。基于开展的系列自由场和场地-隧道结构模... 地下结构地震响应和抗震推覆性能分析中常取场地的一阶振型作为场地的地震变形模式,但事实上地震作用还可激发场地的高阶阵型效应,这对正确分析地下结构的地震响应和评价其抗震性能有一定的影响。基于开展的系列自由场和场地-隧道结构模型1-g振动台试验,分析了场地二阶振型效应对场地地震变形和隧道结构地震响应的影响。结果表明:二阶振型效应在场地地震变形模式中的参与程度约在20%以内,但可明显改变场地沿竖向的局部剪切变形分布模式,从而极大地影响相应区域内地下结构的地震响应,这应引起重视。 展开更多

关键词 二阶振型 场地响应 地下结构抗震 地震变形 振动台试验

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城市地下嵌岩型和摩擦型双层衬砌竖井结构竖向地震响应对比分析

7

作者 张卜 卢立东 +2 位作者 钟紫蓝 姬若愚 杜修力 《世界地震工程》 北大核心 2023年第4期32-39,共8页

城市地下竖井结构被广泛用于城市深层立体停车场、防洪排涝调蓄竖井和地下调蓄池等工程中,为阐明“嵌岩型”和“摩擦型”竖井底部固定边界条件和弹性边界条件对其竖向地震响应影响,本文以竖井结构为研究对象,将其初衬和二次衬砌简化为... 城市地下竖井结构被广泛用于城市深层立体停车场、防洪排涝调蓄竖井和地下调蓄池等工程中,为阐明“嵌岩型”和“摩擦型”竖井底部固定边界条件和弹性边界条件对其竖向地震响应影响,本文以竖井结构为研究对象,将其初衬和二次衬砌简化为文克勒粘弹性地基上两根平行可竖向振动的杆,基于广义位移法基本思想,通过分布传递函数法推导了两种不同底部边界条件下竖井结构竖向地震响应解析解。通过开展有限元数值计算验证了本文解析解的准确性。最后基于解析解从地基弹簧刚度、二次衬砌刚度和竖井外径的角度开展参数分析,研究了竖井底部固定边界条件和弹性边界条件对竖井初衬及二次衬砌竖向地震响应影响规律。结果表明:固定边界条件下的竖井峰值位移小于弹性边界条件下的峰值位移;两种边界条件的初衬峰值位移均随着地基弹簧刚度的增大而增大,而弹性边界条件下二次衬砌峰值位移呈减小趋势;两种边界条件下二次衬砌峰值位移均会随着二次衬砌刚度的增大略微减小,初衬峰值位移无明显变化;两种边界条件下峰值位移均会随着竖井外径的增大而减小。 展开更多

关键词 地下结构抗震 竖井结构 竖井衬砌 地震响应 弹性地基杆

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竖井结构初衬及二次衬砌水平地震响应解析解

8

作者 张卜 卢立东 +2 位作者 钟紫蓝 姬若愚 杜修力 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期2003-2011,共9页

基于弹性地基梁理论建立了考虑竖井初衬与二次衬砌相互作用的地震响应力学模型,将竖井初衬和二次衬砌简化为欧拉-伯努利梁,采用均布弹簧模拟竖井初衬与二次衬砌的法向相互作用,推导了水平地震作用下的竖井振动微分控制方程。通过分布传... 基于弹性地基梁理论建立了考虑竖井初衬与二次衬砌相互作用的地震响应力学模型,将竖井初衬和二次衬砌简化为欧拉-伯努利梁,采用均布弹簧模拟竖井初衬与二次衬砌的法向相互作用,推导了水平地震作用下的竖井振动微分控制方程。通过分布传递函数法实现了竖井初衬和二次衬砌水平地震响应的快速求解,并通过与有限元模拟数值解进行对比,验证了本文解析解的正确性。应用该解析解表达式分别从地基刚度、二次衬砌刚度、竖井外径和初衬与二次衬砌之间连接层刚度的角度出发,对竖井顶部峰值地震响应开展参数化分析,结果发现二次衬砌顶部的峰值地震响应大于初衬顶部,随着地基刚度的增大,初衬与二次衬砌顶部峰值响应均减小;二次衬砌刚度增加会导致二次衬砌顶部峰值响应明显增大;随着竖井外径的增大,初衬和二次衬砌顶部峰值响应均会明显增大;当弹性连接层刚度增大时,初衬顶部峰值响应会略微增大,而二次衬砌顶部峰值响应会显著减小。 展开更多

关键词 地下结构抗震 竖井地震响应 竖井衬砌 弹性地基梁

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基于静力推覆试验的土体-沉管隧道反应机制研究

9

作者 程新俊 徐琨鹏 +3 位作者 景立平 崔杰 李亚东 梁海安 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第7期1443-1453,共11页

目前地下结构静力推覆试验仅限于土层一致变形,缺乏面向土层相对变形作用时地下结构抗震分析的试验方法。为此,设计了局部推覆试验机制,开展了土体-沉管隧道静力推覆模型试验,重点分析了沉管隧道、场地土的变形与受力特征,揭示了接头失... 目前地下结构静力推覆试验仅限于土层一致变形,缺乏面向土层相对变形作用时地下结构抗震分析的试验方法。为此,设计了局部推覆试验机制,开展了土体-沉管隧道静力推覆模型试验,重点分析了沉管隧道、场地土的变形与受力特征,揭示了接头失效模式,探讨了场地土-沉管隧道相互作用机制。试验结果表明:沉管隧道因柔性接头的作用,对场地的适应性强,随着土层相对变形的加剧,靠近推覆端与远离推覆端管节相同埋深处受到的土压力差最大可达71.6 kPa,管节之间发生明显的相对位移;接头失效时,破坏现象主要集中在靠近推覆端管节剪力键处,其层间位移角达1/223,而远离推覆端管节仅为1/1024;场地土-沉管隧道相互作用主要经历了场地土挤密、土层相对变形迅速发展及接头失效3个阶段,场地土挤密阶段管节本体刚度维持较好,靠近推覆端与远离推覆端土-结构相互作用系数发展缓慢,土层相对变形迅速发展阶段管节之间发生明显的相对位移,靠近推覆端土-结构相互作用系数突破1,远离推覆端土-结构相互作用系数仍发展较缓,接头失效阶段,靠近推覆端土-结构相互作用系数可达3.1,远离推覆端土-结构相互作用系数仅为0.67。研究成果可为沉管隧道抗震性能分析与地震风险评估提供试验依据与技术支撑。 展开更多

关键词 地下结构抗震 沉管隧道 静力推覆模型试验 接头 变形模式

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圆形隧洞对地下地震动的影响:SH波入射 被引量：2

10

作者 周凤玺 庞宾宾 翟睿智 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期873-878,共6页

地下结构对地震波的散射改变了场地的动力特性,无论是地上建筑还是地下结构的安全评价和抗震设计中,目前均没有很好的考虑由于地下结构的存在对原场地地震动尤其是地下地震动的影响。基于弹性波动理论,运用波函数展开法和镜像原理,分析... 地下结构对地震波的散射改变了场地的动力特性,无论是地上建筑还是地下结构的安全评价和抗震设计中,目前均没有很好的考虑由于地下结构的存在对原场地地震动尤其是地下地震动的影响。基于弹性波动理论,运用波函数展开法和镜像原理,分析了弹性半空间中圆形隧洞对柱面SH波的散射问题,得到了含圆形隧洞的弹性半空间位移解析解。通过数值算例分析了圆形隧洞对原场地地震动的影响,重点考察了隧洞埋深、隧洞半径和围岩衬砌模量比等参数的影响规律。结果表明,地下结构对沿线场地的动力特性有着显著的影响,对其自身以及沿线工程结构的抗震设计提供一定参考价值。 展开更多

关键词 柱面SH波 圆形隧洞 散射 地下结构抗震

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沉管隧道接头剪力键抗震性能及减震措施 被引量：1

11

作者 程新俊 景立平 +2 位作者 崔杰 梁海安 徐琨鹏 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期1208-1216,共9页

为提高沉管隧道接头的抗震安全性,设计了一种减震装置,完成了有无减震装置2组1/4大比例尺的接头剪力键模型往复加载拟静力对比试验.通过试验揭示了沉管隧道接头剪力键模型在水平循环荷载下的力学行为及抗震性能,并验证了新型减震装置在... 为提高沉管隧道接头的抗震安全性,设计了一种减震装置,完成了有无减震装置2组1/4大比例尺的接头剪力键模型往复加载拟静力对比试验.通过试验揭示了沉管隧道接头剪力键模型在水平循环荷载下的力学行为及抗震性能,并验证了新型减震装置在沉管隧道接头减震中的可行性.试验结果表明:无减震模型在循环剪切荷载下,凹槽端部率先出现裂缝,随后剪力键端部开始出现裂缝,随着加载位移的增大,剪力键出现较大塑性变形后失效;减震模型在循环剪切荷载下减震装置先出现局部屈曲,随后剪力键出现剪切破坏,减震装置可延迟剪力键的开裂时间;与无减震模型相比,减震模型在输入相同的加载位移时,其开裂荷载、屈服荷载、峰值荷载及破坏荷载分别提高了45.2%、37.33%、26.8%和29.2%;减震装置对模型初始刚度影响相对较小,且能满足规范限定的接头容许位移;单圈滞回耗能最大可提高55.1%,累积滞回耗能提高了31.9%,该减震装置可较好地提高剪力键的整体抗震性能. 展开更多

关键词 地下结构抗震 抗震性能 地震破坏 沉管隧道 减震

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竖井结构初衬及二次衬砌竖向地震响应解析解 被引量：1

12

作者 张卜 卢立东 +2 位作者 钟紫蓝 姬若愚 杜修力 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 北大核心 2023年第2期196-204,共9页

基于弹性地基杆理论建立了考虑竖井结构初衬和二次衬砌竖向地震响应力学模型。将竖井初衬和二次衬砌简化为两根平行的杆,采用均布的弹簧模拟竖井初衬与二次衬砌间的切向相互作用,推导了竖向地震作用下的竖井振动微分控制方程,通过将场... 基于弹性地基杆理论建立了考虑竖井结构初衬和二次衬砌竖向地震响应力学模型。将竖井初衬和二次衬砌简化为两根平行的杆,采用均布的弹簧模拟竖井初衬与二次衬砌间的切向相互作用,推导了竖向地震作用下的竖井振动微分控制方程,通过将场地地震自由场位移转换为施加在初衬上的简谐荷载实现了地震动作用施加,结合分布传递函数法基本理论实现了竖井初衬和二次衬砌竖向地震响应快速求解,并通过与有限元数值模拟方法对比,验证了本文解析解的可行性。最后应用该解析解表达式分别从地基弹簧刚度、二次衬砌刚度和竖井外径的角度出发对竖井顶部地震响应开展参数化分析。结果发现:随着地基弹簧刚度增大,初衬顶部的竖向位移响应会略微增大,二次衬砌响应却会减小;二次衬砌刚度的变化对竖井顶部竖向位移响应无显著影响;随着竖井外径的增大,初衬和二次衬砌顶部竖向位移响应均会减小,其中二次衬砌减小更为明显.研究方法和结论可为竖井抗震设计提供一定参考,并为今后竖井的抗震研究提供理论方法和科学依据。 展开更多

关键词 地下结构抗震 竖井地震响应 竖井衬砌 弹性地基杆

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模型箱设计中的边界变形研究 被引量：7

13

作者 陈之毅 李月阳 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2015年第5期106-112,118,共8页

模型试验作为在试验室中研究结构地震反应和破坏机理的最直接方法,其中一个重要方面是模型箱形式的选择及制作。理想的模型箱要求减少模型箱的边界效应,使模型土在模型箱中能再现自由场的地震反应。本文简单介绍了模型箱的分类及应用现... 模型试验作为在试验室中研究结构地震反应和破坏机理的最直接方法,其中一个重要方面是模型箱形式的选择及制作。理想的模型箱要求减少模型箱的边界效应,使模型土在模型箱中能再现自由场的地震反应。本文简单介绍了模型箱的分类及应用现状,着重讨论了模型箱的边界要求及自由场土体地震作用下的剪切变形特征,并对不同形式模型箱的边界变形进行了比较,希望可以给模型试验中模型箱的选型及设计提供参考。 展开更多

关键词 地下结构抗震 模型箱设计 边界变形

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一种基床系数计算方法及其在反应位移法中的应用 被引量：1

14

作者 程新俊 许翔 +2 位作者 景立平 崔杰 梁海安 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期2604-2613,共10页

地下结构抗震分析中对基床系数的取值局限于经验值,没有反映地层在受震过程中的不利变形及土层埋深对基床系数的影响,存在一定计算误差。为考虑土层地震反应和土层埋深的影响,基于非饱和砂土场地振动台模型试验和土层一维剪切梁模型,分... 地下结构抗震分析中对基床系数的取值局限于经验值,没有反映地层在受震过程中的不利变形及土层埋深对基床系数的影响,存在一定计算误差。为考虑土层地震反应和土层埋深的影响,基于非饱和砂土场地振动台模型试验和土层一维剪切梁模型,分析了土层剪应力-位移演变规律,提出了考虑地震响应的非饱和砂土基床系数随土层深度变化的计算方法,结合地下结构抗震分析算例验证了计算方法的合理性和适用性。研究结果表明:土层剪应力-位移滞回结果受地震动频谱特性和输入地震动峰值(PGA)的影响;等效基床系数随土层埋深的增大而增大;提出的基床系数取值方法可以用于改进反应位移法,有效模拟不同埋深处地层对地下结构的约束作用,以动力时程分析为基准,相较于传统反应位移法,改进后的反应位移法在侧墙(误差2.11%)、中柱的弯矩(误差10.69%)、层间位移角(误差0.07%)计算精度上得到了提升。 展开更多

关键词 地下结构抗震 振动台模型试验 反应位移法 基床系数 变形模式

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悬臂式刚性墙动力响应解析研究

15

作者 赵爽 余俊 +1 位作者 刘新源 胡钟伟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期152-159,168,共9页

从水平简谐振动作用下二维土-悬臂式刚性墙计算模型出发,基于波动力学理论,同时考虑土层的竖向应力和竖向位移,对二维场地中悬臂式刚性墙的动力响应特性进行了解析研究。首先对土层振动方程进行变换,得到关于体积应变θ的方程,通过分离... 从水平简谐振动作用下二维土-悬臂式刚性墙计算模型出发,基于波动力学理论,同时考虑土层的竖向应力和竖向位移,对二维场地中悬臂式刚性墙的动力响应特性进行了解析研究。首先对土层振动方程进行变换,得到关于体积应变θ的方程,通过分离变量法进行求解,再回代振动方程得到关于位移运动方程的非齐次方程,结合墙与土层的相互作用条件及远场边界条件得到振动方程定解,进而得到地下刚性墙墙上土压力、墙底剪力及弯矩的更为严格的解析解。将所得解与忽略竖向应力解、忽略竖向位移解进行了对比。研究表明,所得解能多反映出一个共振频率,且当土体泊松比大于0.45时,忽略竖向位移解失去意义。通过参数分析,表明激励频率与土体阻尼因子对墙体动力响应影响较大,考虑的振动模态阶数对墙体动力响应影响较小。 展开更多

关键词 地下结构抗震分析 简谐振动 动力响应 分离变量法 解析解

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