原文传递
饱和软土地铁结构地震响应计算方法的研究
| 论文题名： | 饱和软土地铁结构地震响应计算方法的研究 |
| 关键词： | 饱和软粘土;地铁车站结构;粘弹塑性模型;接触面单元;振动台试验;模型试验;地震响应的计算方法;等代地震荷载 |
| 摘要： | 该文对上海软土地基中的地铁结构的地震响应建立了计算方法,据以对典型地铁车站和区间隧道结构的地震响应进行了计算,并利用计算结果对其检验了抗震稳定性.文中还对软土地基中地铁结构的地震响应提出了简化计算方法.论文根据饱和软粘土动力特性的室内试验的结果建立了基于有效应力的粘弹塑性模型.鉴于试验研究表明土体在应变趋向于零时阻尼并不为零,文中将有效应力分解为粘性应力和非粘性应力两部分后,分别确定了粘性应力-应变关系和非粘性应力-应变关系,由此建立了饱和软粘土的粘弹塑性动力本构模型.与此同时,文中改进完善了用于模拟地震荷载作用下软粘土-地下结构动力相互作用特征的有厚度剪切单元,该单元为由以弹簧与抗拉元件组成的法向单元和弹簧与滑片组成的切向单元组成的,具有-定厚度的接触面单元,并对法向和切向弹簧的应力-应变关系采用非线性弹性本构关系模拟.文中接着将饱和软粘土作为固-液两相体,采用上述饱和软粘土粘弹塑性模型和有厚度的剪切单元,利用拉格朗日有限差分法求解动力平衡方程和动力固结方程,并引入无反射的人工边界-叠合边界模拟远场的影响,由此建立了软土地铁结构及其周围土体地震响应时程分析的计算方法.论文接着采用该文建立的计算方法对自由场振动台模型试验和典型地铁车站结构振动台模型试验进行了数值拟合计算,前者得出了模型土的加速度时程,后者得出了模型土和结构的加速度时程、结构表面的动土压力时程和结构构件的应变等的计算结果,与实测数据进行的对比分析表明,数值计算模型可较好模拟模型土的动力特性及地铁车站与土体的动力相互作用.表明该文建立的地铁车站结构地震响应的计算方法可较好模拟地下铁道的地震响应,可供工程设计实践参考. |
| 作者： | 杨超 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 杨林德;丁文其 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 同济大学 |
| 学位年度： | 2003 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
