摘要：考虑到活动断裂带场地错动危险发生的不确定性,以乌鲁木齐轨道交通2号线工程为例,提出适用于断层错动作用下城市浅埋地铁隧道结构的两阶段设计方法。首先给出错动作用下城市浅埋地铁隧道的两阶段设计内容,其次建立三维弹塑性有限元模型,并按照包络设计原则确定最不利错动面,最后对区间隧道结构进行不同设计阶段的损伤破坏分析。研究结果表明:在错动作用下,两阶段设计水准要求与抗震设防水准保持一致。乌鲁木齐地铁2号线区间隧道上盘与破碎带交界面为最不利错动面;采用柔性接头减灾措施以后,在区间隧道进行100 a内超越概率为10%的错动量分析时,结构处于弹性状态或部分处于弹塑性状态,满足第一阶段设防水准要求。在进行100 a内超越概率为3%~2%的错动量分析时,结构的破坏控制在局部区域内,防止了整体倒塌,满足第二阶段设防水准要求。

摘要：为了研究上盖地铁车站结构的地震响应规律,以两种地铁上盖结构体系为研究对象,开展了粉细砂场地振动台试验研究,分别从加速度和应变两方面对地铁车站结构部分进行地震响应研究,并将两种试验结果进行对比。试验数据表明:①两种试验模型土监测点的加速度峰值随着输入地震强度的增加逐渐增大,而加速度放大系数则逐渐减小,加速度放大系数变化幅度随地震强度的增大而逐渐减小;②与上盖一体化地铁车站结构相比,上盖密贴地铁车站中柱上部监测点的加速度峰值和放大系数相对较小,而底部监测点则相对较大;③上盖地铁车站各测点的应变幅值表现为随着输入地震强度的增加逐渐增大;当地震强度较小时,两种试验工况下应变幅值相差较小;当地震强度较大时,上盖一体化地铁车站结构的应变增幅明显大于上盖密贴地铁车站结构。研究成果可为上盖地铁车站结构的抗震设计与分析提供参考依据。

摘要：为了研究上盖地铁车站结构的地震动力响应规律,开展了相似比1∶40的粉细砂场地振动台试验研究,并对试验过程中加速度、应变和动土压力等指标进行了详细的分析,试验数据表明:(1)随着地震强度的增加,同一监测点的加速度峰值逐渐增大,但加速度的放大系数和变化幅度逐渐减小;(2)土体加速度放大系数最大值位于地表,随着地震强度的增加,加速度放大系数最小值的位置逐渐由模型底部过渡到结构所在位置;(3)模型结构的应变响应随地震强度的增加呈逐渐增大的趋势,应变较大值主要出现在侧墙、中柱与板相交处,尤其是中柱端部位置;(4)地铁车站侧墙跨中的动土压力峰值大于顶部和底部,应适当增大车站中板位置处的侧向刚度或抗变形能力。研究成果可为类似地铁车站结构的抗震设计与分析提供参考依据。

摘要：以乌鲁木齐地铁隧道穿越西山活动逆断层工程为例,建立三维弹塑性有限元模型.首先模拟分析了逆断层错动作用下隧道二次衬砌塑性应变发展过程,拉压损伤因子、剪切应变的横向及纵向分布规律,计算了混凝土的裂缝宽度;其次研究了不同错动位移、隧道底部距围岩交界面不同垂直距离及不同破碎带宽度的结构损伤规律,最后进行了设置柔性接头的减灾效果研究.结果表明:二次衬砌结构破坏首先出现在拱顶;然后是拱底,最后在拱腰处累积.破裂面附近拱腰处发生拉压剪的共同破坏;远离破裂面上盘拱顶,破碎带拱底处发生受拉破坏;远离破裂面上盘拱底,破碎带拱顶处发生受压破坏.基于混凝土裂缝得到隧道拉裂破坏的严重与轻微受损区分别为10 m和30 m.错动位移越大,结构受损越严重;隧道底部距围岩交界面垂直距离越大,土层越厚,耗散能量越多,结构受损越轻;破碎带宽度越大,隧道破坏越严重,当破碎带宽度达到26 m时,破碎带宽度对隧道的影响基本保持稳定.设置柔性接头可以显著降低结构的损伤,基本满足在设防错动位移下的设计要求.

摘要：为研究大跨斜撑无柱地铁车站地震响应特性,基于三维静-动力耦合非线性有限元模型,分析在不同地震动作用方向下的地震响应规律,揭示结构地震损伤演化过程。分析表明:设防地震和罕遇地震作用下车站结构的最大层间位移角分别为1/1352和1/602,满足规范要求;地震作用对斜撑轴力、侧墙端部剪力和底板跨中弯矩的放大作用显著;随输入地震动强度的增加车站顶板加速度放大系数依次减小,竖向地震动对相对竖向位移的影响不可忽视;斜撑两端、墙板交界处和开窗周围区域是结构的抗震薄弱部位;强震作用下,车站结构塑形损伤积累且地震动空间效应显著,宜按空间问题进行抗震分析。研究成果可为类似结构的抗震设计与分析提供参考。

摘要：为了研究邻近地面建筑一体化地铁车站结构地震响应特性,基于ABAQUS软件建立了地铁地下车站-土-邻近地面建筑一体化结构大型三维有限元数值模型,利用典型的近、远场地震动记录,计算分析了邻近地面建筑一体化地铁车站结构的地震响应规律及空间效应.结果表明,邻近地面建筑一体化结构兼备地铁地下车站结构和地上结构2种结构特性,原有单体结构的动力特性和反应发生了改变;邻近地面建筑一体化结构受地震波频谱特性的影响显著,其中,体系基频附近能量分布相对集中的地震波能够对一体化地铁车站结构的地震响应产生显著的影响;邻近地面建筑一体化地铁车站结构具有明显的空间效应,应该按照空间问题进行一体化地铁车站结构的抗震计算;受地面建筑的影响,一体化地铁车站中柱出现了扭矩,在进行一体化车站结构中柱抗震设计时,应考虑轴力、剪力、弯矩和扭矩的共同作用.研究成果对该类结构的抗震设计与分析具有一定的参考意义.

摘要：为了研究不同类型地震波作用下一体化地铁车站结构地震响应特性,基于ABAQUS软件建立地铁地下车站-土-地上建筑一体化结构大型三维有限元数值模型,利用典型的近、远场地震动记录,计算分析城市轨道交通枢纽一体化结构在不同地震动类型作用下的地震响应规律。结果表明:土-一体化结构体系与自由场地各阶自振频率较为接近,一体化结构的存在对场地土动力特性的影响较小,从工程的角度看可忽略不计;在土-一体化结构体系基频附近能量分布相对集中的地震波能够对一体化地铁车站结构的地震响应产生显著的影响;一体化地铁车站结构具有明显的空间效应,不同区域之间的地震反应差异明显,应该按照空间问题进行一体化地铁车站结构的抗震计算。研究成果对该类结构的抗震设计与分析具有一定的参考意义。

摘要：城市轨道交通枢纽一体化结构地震反应特征的规律,尚缺乏严格的理论推导。基于ABAQUS软件建立了地铁地下车站-土-地表建筑一体化结构体系的大型三维有限元数值模型,定量分析了地表结构类型、地表建筑高度、围岩土体类型和地震波频谱特性对城市轨道交通枢纽一体化地铁车站结构地震响应的影响。结果表明:城市轨道交通枢纽一体化结构对体系自振特性的影响并不显著,体系自振特性主要与围岩土体性质有关;城市轨道交通枢纽一体化地铁车站结构的动力特性主要受控于围岩土体类型和地震波频谱特性,地表结构类型和高度对城市轨道交通枢纽一体化地铁车站结构动力特性的影响有限;城市轨道交通枢纽一体化地铁车站结构受地表结构的影响出现了扭矩,各影响因素对中柱扭矩值的影响差异较大。该研究可为城市轨道交通枢纽一体化地铁车站结构的抗震设计与分析提供参考依据。