摘要：基于地震作用下地下结构主要受周围土层变形控制这一基本思想,在地下结构抗震设计方法强制反应位移法的基础上,探讨了一种新的抗震设计方法——整体强制反应位移法.新方法将土层变形施加到计算模型的整个土层有限元上以模拟地震作用,避免了原方法所施加土层变形传递到远离模型边界位置会发生衰减的现象.结合上海市某地铁车站的计算实例,详细介绍了该方法的具体实施步骤、基本特点.同时以动力时程法为基准,分析了该方法在不同地震动强度下的计算效果.研究表明,整体强制反应位移法的计算结果与动力时程法符合较好,设计理念体现了地下结构的震害机制,是一种方便有效的抗震设计方法.

摘要：我国地下工程结构的抗震设计主要采用等效静力法,国外则提出了自由场变形法、反应位移法等方法。分析评价等效静力法、自由场变形法和反应位移法应用于软土地下结构抗震设计的差异。分析中设定表征软土地下结构的基准模型,并以动力时程分析给出地下结构的地震响应。假定地质条件和结构埋深不变,通过比较分析随基准模型的结构刚度变化时计算变形和内力的差异,评价三种拟静力地下结构抗震设计方法的适用性。结果表明,等效静力法对刚度较大的浅埋框架结构适用性较好,其它情况计算的结构变形和内力偏大;自由场变形法适用于浅埋框架结构刚度较小或与周围地层刚度接近的情况,且倒三角形分布力模式优于集中力模式;反应位移法可适用于不同刚度软土浅埋框架结构的抗震设计。

摘要：为掌握地震作用下多层地铁车站结构从材料、局部构件到整体结构的非线性破坏状态,以上海市某多层地铁车站工程为背景,开展了1:10大型静力推覆(Pushover)试验。结合地下结构地震响应特征,采用倒三角分布的侧向位移推覆加载模式,并由多个作动器实现多点协调加载。分析研究了多层地铁车站结构的裂缝开展过程、结构及构件破坏形态、塑性铰开展顺序、Pushover曲线,并总结了结构整体和中柱的破坏模式,给出车站结构重要性能点数值,综合评价了多层地铁车站结构的抗震性能及特点,可为基于性能的抗震设计提供依据。

摘要：在地下结构抗震设计中,不同的输入地震动引起的地下结构响应有显著差异,因此,合理通过地震动参数选择输入地震动是正确开展地下结构抗震设计的重要前提。针对单一地震动参数难以表征地下结构地震动潜在破坏势问题,文章构造了能更好表征地下结构损伤破坏的复合地震动参数。具体开展了以下工作:提出基于变形与滞回耗能的地下结构整体损伤指标作为结构需求参数,以定量化评估地下结构的整体破坏状态。选取64条真实地震动记录作为输入地震动,开展四层三跨地铁车站地震弹塑性动力时程分析。基于分析结果提供的数据样本,采用偏最小二乘法从统计角度构造复合地震动参数。最后,选用100条真实地震动记录开展两层三跨地铁车站弹塑性动力时程分析,对文章所构造的复合地震动参数进行验证。对比分析复合地震动参数、12个常用地震动参数与地下结构整体损伤指数的回归统计特征。结果表明:复合地震动参数与结构需求数之间具有更好拟合优度值,其Pearson相关性、有效性也优于单一地震动参数。

摘要：现已提出了一种以土层变形为等效地震荷载形式的地下结构简化抗震计算方法——整体强制反应位移法,介绍了该方法的基本思想与具体实施步骤。土层变形作为等效地震荷载,是影响整体强制反应位移法的计算精度的关键,其准确性和适用性受到土层条件及结构本身等多方面因素的影响。通过改变地铁车站结构型式、地下结构在土层中的埋深与地基土体刚度对整体强制反应位移法进行了适用性分析,将应用该方法在不同情况下的计算结果与动力时程法进行了对比。结果表明整体强制反应位移法在软土地下结构抗震计算与分析中具有良好的适应性与计算精度。为进一步考虑地下结构抗震计算时的土层-结构相对刚度问题提出采用结构剪切变形修正系数R对方法进行修正,验算表明修正后的整体强制反应位移法计算误差更小,适用性更广。

摘要：地铁车站结构是城市生命线工程的重要节点。地下结构的地震响应主要受土体变形控制,自然土层分布具有很强的不确定性,分析土层参数随机性对地铁车站结构抗震性能的影响是非常有必要的研究。然而,应用传统蒙特卡罗模拟方法解决非线性土-地铁车站结构系统的随机动力学问题会耗费大量的计算成本。为此,文章首先建立土-结构相互作用有限元模型,构建随机地震动变量和随机土层剪切波速变量,采用一种优化选点策略用于降低非线性动力时程分析的计算成本,讨论了土层剪切波速随机性对地铁车站结构抗震性能的影响。分析结果表明:相比于传统抽样方法,Sobol序列抽样方法在保证计算精度的前提下有效降低了非线性动力时程分析的计算成本;不考虑土层剪切波速随机性时,层间位移角响应分布范围小而集中,潜在震害风险会被忽视,地铁车站结构的抗震可靠度也会被高估,在今后的抗震分析与设计中有必要将土层剪切波速随机性纳入考虑。

摘要：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。

摘要：为了使剪切板阻尼器具有稳定的滞回耗能特性,避免其腹板发生局部屈曲,提出了一种考虑翼缘抗弯承载力贡献的剪切板阻尼器抗剪极限强度计算公式,为剪切板阻尼器的设计与应用提供了参考.剪切板阻尼器作为消能减震装置应用于建筑和桥梁等工程结构,可有效减轻地震破坏作用.基于通用有限元程序ABAQUS,对反复荷载作用下单侧布置1、2或3对双向加劲肋的剪切板阻尼器进行了一系列的精细化有限元计算与分析.计算模型考虑了初始变形和残余应力两种初始缺陷,采用修正双屈服面模型描述反复荷载下的钢材料本构关系.研究结果表明,翼缘所承担的剪力约占总抗剪承载力的13%28%,设计时不能忽略.

摘要：针对我国地下工程建设项目抗震安全性能设计和评估的需求,并基于目前缺少完善的地下结构抗震分析方法和专门的地下结构抗震设计规范的现状,重点阐述了采用有限元方法进行地下工程数值模拟和分析时需要特别关注的三方面问题:计算范围、土-结构动力相互作用和边界条件。着重分析了有限元网格的划分、土-结非线性接触问题和不同边界条件的适用性,以及这些建模条件对计算结果可靠性的影响。对基于数值手段开展地下工程抗震安全性能的计算、分析和评价,制定地下结构抗震设计规范或规程,可提供有益参考。

摘要：基于自行设计的错动模型试验装置和数字图像相关技术开展1∶80模型试验,研究60°倾角逆断层错动作用导致上覆土层剪切破裂的过程。依托数字图像相关技术非接触式全场测量的优势,分析上覆土层与隧道相互作用对上覆土层剪切破裂扩展、上覆土层变形和地表变形的影响,总结60°倾角逆断层错动作用下上覆土层与隧道之间的变形传递形式。研究结果表明,与自由场试验结果相比,由于隧道与上覆土层变形不同步,剪切破裂遇到隧道时会产生分叉,即隧道能够偏移上覆土层剪切破裂路径;在逆断层作用下,由于上覆土层与隧道力学性能存在差异,二者不能同步变形,为适应剪切区上覆土层的大变形,隧道周边土体会出现脱空,不利于隧道抗震;与自由场试验结果相比,隧道在影响破裂路径的同时能够将剪切变形扩散到更宽的区域,并在地表产生更大范围的陡坎。