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成层场地下的地铁隧道与地铁车站的抗震响应分析
| 论文题名： | 成层场地下的地铁隧道与地铁车站的抗震响应分析 |
| 关键词： | 地铁隧道;地铁车站;成层场地;抗震响应 |
| 摘要： | 随着我国城市土地开发成本高、开发土地趋近饱和、地面交通拥挤等问题现象，以隧道交通为重要组成的地下结构工程已成为当前城市交通基础设施重要组成部分之一，地下结构抗震也逐渐引起重视。入射地震波和所处的复杂地质条件对地下结构抗震影响明显，探究非一致地震波下复杂土层的影响，为提高地下结构抗灾性能与震后快速修复提供科学的理论方法与技术支持，具有重大意义。本文在有限元计算的基础上对成层场地下的地铁隧道和地铁车站的抗震响应进行研究，主要成果如下： 1.本文基于MATLAB软件自带的开方分解程序，将功率谱密度矩阵分解为厄米矩阵乘以其共轭转置矩阵，推导出其理论公式，合成非一致地震波时程，可用于后续章节地震波输入研究。 2.本文基于均质土层推导出二维成层场地粘弹性边界理论，并使用PYTHON语言编制出地震波斜入射脚本程序，经过实例模拟证明在成层场地中准确性，也用于后续的抗震响应分析。 3.对单一均质土体、三层以及六层成层土层下的隧道结构进行P波、SV波斜入射抗震响应分析，结果表明随着入射角度的不断增大，SV波对隧道结构造成的破坏远大于P波造成的破坏。其次随着成层土的层数增多，P波的传播效果被放大，SV波的传播效果被降低。说明P波斜入射下土层层数对地下结构地震反应有明显的影响，即成层土的层数对地下结构抗震反应具有显著的影响。 4.对地下车站结构进行多点非一致地震输入，探究不同方向和土层下车站结构的抗震情况，结果表明非一致地震波水平和竖向输入都对结构产生较大的破坏。其次，中柱处弯矩值远大于其他各处内力值，中柱更容易出现抗弯破坏，故应该对于中柱抗弯保护加以重视。最后，不同场地条件下各监测点的轴力值、剪力值和弯矩值相差较为显著，故土层参数特性对地下结构抗震响应的影响较大。 |
| 作者： | 张肖阳 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 朱海涛;刘治国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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