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地震作用下，饱和砂土地层地铁车站的动力反应特征是城市轨道工程抗震的关键问题。以太原地铁新近沉积粉细砂地层地铁工程为对象，通过模拟地震运动输入的饱和砂土地基地下结构的振动台模型试验，分析了不同峰值加速度地震作用下饱和砂土与地下结构相互作用的动力反应性状。研究了地震波作用的放大效应与频率特征，动孔压比增长发展过程和液化区域分布，以及动土压力的变化规律。表明加速度放大系数为1.5~2.0；0.1~0.25g峰值加速度地震作用下饱和砂土均产生动孔隙水压力累计发展；0.3g峰值加速度地震作用下饱和砂土产生液化，抑制了土与地下结构的振动放大效应，地表面大量冒水，结构模型出现了明显上浮，地下结构两侧产生震陷。 相似文献
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液化场地土-地铁车站结构大型振动台模型试验研究 总被引：5，自引：2，他引：5
本文对浅埋于可液化南京细砂地基中的地铁车站结构进行了大型振动台试验研究,对部分试验结果进行了整理,分析了模型地基的加速度和振动孔隙水压力的反应规律。试验结果表明:在整个试验过程中,模型地基浅层土和地铁车站侧向附近地基土最容易发生液化;其次,随着振动台台面输入地震动峰值加速度的增大,离车站结构较远的侧向地基土和底层地基土再发生液化,而车站结构正下方的模型地基土最不容易液化。同时,在模型地基土发生液化后,地铁车站结构发生了明显的整体上浮现象。 相似文献
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为系统研究多层地铁车站结构地震反应,本文采用地下结构Pushover分析方法对Ⅱ、Ⅲ类场地9座不同结构形式的地铁车站结构进行系列拟静力推覆分析。研究结果表明:中柱是多层地铁车站结构关键抗震构件,地震作用下易先于其他构件产生损伤甚至破坏,车站结构出现整体性塌毁主要是由于中柱首先产生剪切破坏而丧失竖向承载力导致的。中柱是地铁车站结构重要的竖向承力构件,侧墙是地铁车站结构主要水平承力构件。损伤演变速度及损伤累计程度排序为中柱>侧墙>板。对于多层地铁车站结构而言,结构底层中柱和侧墙通常承受更高的轴压作用,使其损伤和破坏先于上层构件。中柱顶、底端和墙、板交界位置在地震作用下极易产生损伤破坏,建议在抗震设计中对这些位置适当地进行加强处理。 相似文献
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Shaking table tests were performed to investigate the damage mechanisms of a subway structure in soft soil while experiencing strong ground motions. The seismic responses of the structure and soil were found to be more sensitive to input motions with richer low-frequency components. The excess pore pressure ratio of soil increased slightly, and the distribution of the excess pore pressure surrounding the structure showed clear spatial effects. The frequency spectrum characteristics of input ground motions clearly influenced the lateral displacement of the structure. In addition, the structure was most severely damaged at the top or the bottom of the interior columns. Finite element analyses were conducted by using the modified Martin–Seed–Davidenkov viscoelastic and the rate-independent plastic-damage constitutive models for soil and concrete, respectively. Satisfactory agreement was observed between the simulation and test results, the difference between these results was discussed in detail. The results provide insight into how the characteristics of strong ground motion might influence and present a simplified analysis method to quantitatively evaluate the damage of subway structures in soft soil. 相似文献
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以甘肃兰州地铁一号线某地铁车站为工程背景,基于ADINA分析软件32CPU有限元显式计算平台,建立地基土与车站结构相互作用的非线性地震响应计算模型。数值分析在El-Centro、Kobe和兰州波的多遇地震条件下其车站及地基土的动力响应差异。结果表明:车站结构振型与周围地基土振型基本一致;车站底板、中板及顶板的加速度时程曲线形状基本相同;中柱和侧墙均随着埋深的增加其水平位移减小;车站周围的地表土体均发生了不同程度的沉降,其距车站7.5m范围的沉降尤为显著,致使周围建筑物会遭受到一定程度的损坏。 相似文献
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关于埋深对地下结构地震反应的影响的研究对象多见于地下隧道,对地铁车站地震反应受埋深影响变化规律缺乏深入研究。本文基于ANSYS有限元软件,采用改进的简化方法建立三种不同埋深的地铁车站结构有限元模型,以两种基岩波的水平向和竖向地震动作为激励,求解各模型中地铁车站结构重要部位的地震反应。分析不同埋深时地铁车站结构惯性作用、侧面土体和上部土体三个因素对地铁车站地震反应的影响情况。分析结果表明:在双向地震作用下,地铁车站侧壁弯矩、剪力、轴力和中柱轴力随埋深的增加而增加,中柱剪力和弯矩随埋深增加而减少。埋深越深,侧面土体对地铁车站地震反应影响越大;上部土体使中柱轴力不断增加;结构自身的惯性作用对其地震反应的贡献逐渐减小。 相似文献
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地铁车站的强地震反应分析及设计地震动参数研究 总被引：1，自引：0，他引：1
进行了地铁地下车站的地震反应分析,探讨了地铁车站地震反应的主要影响因素,介绍了地面与基岩间峰值相对位移的确定及其在地下结构抗震设计中的应用,初步研究了地铁车站埋深对结构地震反应的影响。分析结果表明,地震引起的地基变形是影响地下结构动力反应的决定性因素,结构峰值变形反应与自由场峰值变形反应之间近似存在简单的线性关系;相对于设计基本地震加速度,地面与基岩间峰值相对位移(PGRD)对于地下结构抗震分析及设计是一种更为合理的设计地震动参数。 相似文献
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将软土地层中地铁车站结构与周围土体地震时产生的水平加速度,以静态的水平加速度代替,使两者作用下结构内力最大值相等、出现部位相同,实现将动力问题转化为静力问题。结果表明,该方法能反映软土地层中两层三跨地铁车站的在地震时的动力响应,是适用于工程设计的简单、实用的数值方法。 相似文献
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以北京地铁6号线新华大街站公共区Y型柱地铁车站为工程背景,利用FLAC3D有限差分程序数值模拟分析,研究超浅埋大跨度、高断面、Y形柱地铁车站结构分别在仅输入水平向地震动和同时输入水平向与竖向地震动情况下的地震响应特性。结果表明:(1)与仅输入单向地震动相比,双向地震动耦合作用下车站各测点的峰值加速度和应力值均增大,而相对水平位移减小,且随着输入地震动强度的增加,竖向地震动影响率呈递减趋势;(2)双向地震动作用下,同一工况Y形柱叉支处各测点的竖向位移明显增大,且各测点的竖向位移值较为均匀,而单向水平地震动作用下各测点竖向位移差异较大;(3)与单向水平地震动相比,竖向地震动的输入对各测点间的水平方向地震动特性规律影响较小。 相似文献
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液化大变形条件下地铁车站结构动力反应大型振动台试验研究 总被引：3，自引：0，他引：3
本文对浅埋于可液化南京细砂地基中的地铁车站结构的大型振动台试验结果进行了进一步的整理,主要分析了地铁车站结构侧向地基土发生液化大变形时车站结构的应变反应、加速度反应和土与结构侧墙之间接触面的动土压力反应,结果表明:地铁车站结构侧向土体发生液化大变形时,地基土的大变形造成地铁车站结构中柱和侧墙都发生较大的不可恢复的残余变形;在侧墙底部记录的动土压力反应幅值明显比中部和顶部处记录的值要大,中板处的峰值加速度都比底板处的对应值要大。 相似文献
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主震结束后,余震引起的再液化会对土工结构物带来进一步的严重灾害。以人工岛为研究对象,基于FE-FD耦合有限元方法,考虑有无余震、不同余震大小和主余震不同时间间隔因素,探讨对人工岛再液化灾害的影响规律。研究结果表明:主震结束后,随着超孔隙水压力的消散,人工岛砂土层液化区域逐渐减小,余震发生时液化区域又开始扩展,甚至可能大于主震结束时的液化区域面积,且其灾害程度比无余震发生时的要大得多;随着主、余震的时间间隔增加,间隔期的土层固结排水很大程度地提高人工岛的抗再液化能力,当超孔隙水压力消散完后,在相同余震等级情况下很难再次达到完全液化;随着余震峰值加速度的增加,人工岛的沉降量和水平侧移量都随之增加,再次液化时间点会向前提前数秒,主震结束后,随着土层的固结排水,人工岛的沉降会继续增加,甚至超过主震引起的沉降量,而水平侧移的产生主要发生在地震液化过程中,在后续的固结排水中几乎不变;余震发生前,如果人工岛的砂土土层仍处于液化状态,则液化层可能会起到隔震作用,减轻余震对岛体造成的灾害。 相似文献
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为了明确天津市软土地基对地铁车站的结构地震反应的影响规律,以天津市地铁3号线的昆明路站为工程背景,采用数值模拟分析的方法,研究了该地铁站的地震反应。通过建立二维平面有限元模型,分析了结构抗震薄弱环节及结构抗震性能的影响因素。研究结果表明:天津宁河波作用下结构中柱内力响应明显大于其他构件,且柱底连接处内力幅值最大,为结构抗震薄弱环节;周围土层的弹性模量及上覆土层厚度对结构抗震性能的影响更明显,而结构自身的等效弹性模量对结构抗震性能影响不明显。研究成果丰富了软土地区地铁车站抗震设计理论,对地铁车站的优化设计具有重要意义。 相似文献
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According to the current seismic codes, structures are designed to resist the first damaging earthquake during their service life. However, after a strong main shock, a structure may still face damaging aftershocks. The main shock‐aftershock sequence may result in major damage and eventually the collapse of a structure. Current studies on seismic hazard mainly focus on the modeling and simulation of main shocks. This paper proposes a 3‐step procedure to generate main shock‐aftershock sequences of pairs of horizontal components of a ground motion at a site of interest. The first step generates ground motions for the main shock using either a source‐based or site‐based model. The second step generates sequences of aftershocks' magnitudes, locations, and times of occurrence using either a fault‐based or seismicity‐based model. The third step simulates pairs of ground motion components using a new empirical model proposed in this paper. We develop prediction equations for the controlling parameters of a ground motion model, where the predictors are the site condition and the aftershock characteristics from the second step. The coefficients in the prediction equations and the correlation between the model parameters (of the 2 horizontal components of 1 record and of several records in 1 sequence) are estimated using a database of aftershock accelerograms. A backward stepwise deletion method is used to simplify the initial candidate prediction equations and avoid overfitting the data. The procedure, based on easily identifiable engineering parameters, is a useful tool to incorporate effects of aftershocks into seismic analysis and design. 相似文献
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为了解软土自由场地地震反应特性,开展饱和软土自由场地地震反应特性大型振动台模型试验。分别从模型体系自振特性、震陷位移及不同土层深度测点的加速度、动孔压比等动力响应指标方面,较为深入和全面地分析饱和软土自由场地地震反应规律、破坏机理。同时还分析模型箱的"边界效应"以验证试验土箱的合理性、有效性和测试仪器性能,并由此进一步确定模型地基有效工作区域。研究表明:(1)地震动作用下,饱和软土自由场地特征频率降低,阻尼增大;(2)饱和软土自由场地对水平输入地震波具有短周期滤波、长周期放大效应,且强震作用下地基失效并表现为减隔震作用;(3)饱和软土自由场地动孔压比优势区域位于浅埋土层,并随着输入地震动强度的增大,该区域动孔压比优势逐渐减弱。该研究可为非自由软土场地试验研究提供必要的技术经验。 相似文献
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In damage‐based seismic design it is desirable to account for the ability of aftershocks to cause further damage to an already damaged structure due to the main shock. Availability of recorded or simulated aftershock accelerograms is a critical component in the non‐linear time‐history analyses required for this purpose, and simulation of realistic accelerograms is therefore going to be the need of the profession for a long time to come. This paper attempts wavelet‐based simulation of aftershock accelerograms for two scenarios. In the first scenario, recorded main shock and aftershock accelerograms are available along with the pseudo‐spectral acceleration (PSA) spectrum of the anticipated main shock motion, and an accelerogram has been simulated for the anticipated aftershock motion such that it incorporates temporal features of the recorded aftershock accelerogram. In the second scenario, a recorded main shock accelerogram is available along with the PSA spectrum of the anticipated main shock motion and PSA spectrum and strong motion duration of the anticipated aftershock motion. Here, the accelerogram for the anticipated aftershock motion has been simulated assuming that temporal features of the main shock accelerogram are replicated in the aftershock accelerograms at the same site. The proposed algorithms have been illustrated with the help of the main shock and aftershock accelerograms recorded for the 1999 Chi–Chi earthquake. It has been shown that the proposed algorithm for the second scenario leads to useful results even when the main shock and aftershock accelerograms do not share the same temporal features, as long as strong motion duration of the anticipated aftershock motion is properly estimated. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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Aftershocks have the potential to cause collapse of a structure that has been already damaged by the preceding main shock. Seismic safety of a structure should therefore be ascertained through a damage analysis using the anticipated main shock and few larger-aftershock motions. Simulation of aftershock motions needs characterization of the seismic hazard due to aftershocks, and therefore it will be useful to develop a conditional scaling model that can predict the response spectrum of an anticipated aftershock motion consistent with the design spectrum of the main shock motion anticipated at the same station. In this study an attempt is made to develop a conditional scaling model for the pseudo spectral velocity spectrum via linear regression analysis on the aftershock and main shock recordings for the 1999 Chi–Chi earthquake. It is shown that it may be possible to obtain a simpler and approximate version of the conditional model from an unconditional model. Damage-causing potential of a ground motion also depends on its strong motion duration (SMD) and therefore a conditional scaling model is developed for SMD of the aftershock motion in several narrow frequency-bands. The model is developed for the larger-aftershock motions and it is shown that a reasonable replacement of such a model may be obtainable directly from an unconditional model. Finally, a simple weighted averaging scheme is proposed to obtain the composite SMD from the SMDs for different frequency bands by using the pseudo spectral acceleration spectrum of the motion. 相似文献
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针对3层3跨框架式地铁地下车站结构抗震薄弱构件,采用在柱顶不同位置设置铅芯橡胶隔震支座的方法,建立土-地下连续墙-主体结构非线性静动力耦合相互作用的二维整体时域有限元分析模型,分析柱顶隔震支座对车站主体结构的侧向变形、地震损伤和动应力反应等结构地震反应特性的影响。结果表明,仅在抗震薄弱的顶层和底层中柱柱顶设置2层隔震支座与各层中柱柱顶设置3层隔震支座均可有效减轻中柱地震损伤程度,提高车站结构整体抗震性能。然而,仅在顶、底层中柱柱顶设置2层隔震支座时,会明显加重未设置隔震支座的中间层中柱地震损伤程度。此外,柱顶隔震支座的设置会削弱隔震体系的整体抗侧移能力,从而增大地铁地下车站结构地震侧移。总体上,建议采用各层中柱柱顶均设置隔震支座的措施提升地铁地下车站结构的整体抗震性能。 相似文献
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《震灾防御技术》2022,17(4):622-631
地震作用下地铁车站和邻近建筑间的动力相互作用问题已引起许多学者的关注和重视,然而斜入射地震波作用下的相互作用分析研究较少,有关规律仍不明确。为此建立基于黏弹性人工边界的地铁车站-土-地表框架结构整体动力分析有限元模型,围绕入射角、地上与地下结构间距、场地类别等因素,采用频域刚度矩阵自由场地震响应分析方法获得任意角度斜入射SV波作用下地铁车站-土-地表框架结构动力响应规律。研究结果表明,地表框架结构的存在会显著增大车站中柱轴力幅值,当地表框架结构与车站紧邻时,中柱轴力放大幅度最大为730%,放大效应会改变轴力随入射角的变化规律,总体上使车站中柱轴力在SV波垂直入射和超临界角10°左右入射时均具有相当的幅值;地表框架结构对地铁车站层间位移角的影响与场地条件密切相关,在较硬的场地（Ⅱ类场地）中,车站层间位移角放大幅度最大为74%,在较软的场地（Ⅳ类场地）中,车站层间位移角缩小幅度最大为30%;地铁车站的存在对地表框架结构层间位移角具有放大作用,总体上地铁车站与地表框架结构的距离越近,放大作用越明显,地表框架结构层间位移角放大幅度最大为52%。建议将0°入射和超临界角10°左右入射工况作为地上或地下结构地震响应分析的不利工况。 相似文献