地铁车站与区间隧道过渡段的抗震设计分析.pdf

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1、劣臻交硕士学位论文l8l7‘‘‘地铁车站与区间隧道过渡段的抗震设计分析TheAnalysisofSeismicResponseoftheJointStructurebetweentheSubwayStationandRunning勋nnel作者：施正城导师：陈文化教授北京交通大学2010年6月1学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和

2、借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)．、学位论文作者签名：彳舰正赦导师签名：签字日期：如Ⅳ年67月办El签字日期：矽fD年≤月垆日●’。r中图分类号：UDC：学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文地铁车站与区间隧道过渡段的抗震设计分析TheAnalysisofSeismicResponseoftheJointStructurebetweentheSubwayStationandRunningTunnel作者姓名：施正城导师姓名：陈文化学位

3、类别：工学学号：08121625职称：教授学位级别：硕士学科专业：桥梁与隧道工程研究方向：隧道与岩土方向北京交通大学2010年6月●致谢本论文的工作是在我的导师陈文化教授的悉心指导下完成的，从论文的选题到论文每一个细节的推敲都凝聚着陈老师对我的教导。陈文化教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢两年来陈老师对我的关心和指导。陈文化教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助。导师渊博的学识、严谨的治学态度、正直的高尚品德使学生受益匪浅，并将在以后学

4、生的学习工作中产生积极而深远的影响。值此论文完成之际，谨向陈老师表示由衷的感激和深深地敬意。陈文化教授对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的感谢。在研究生学习阶段，得到了赵成刚教授、曾巧玲教授等的指点和帮助，特此向土建学院所有的老师表示感谢!在实验室工作及撰写论文期间，马宏伟师兄、宋琦师姐、魏博、常永利、袁扬、路啸、杨佳璇等同学对我论文中的有限元研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。另外也感谢远在家乡的爸爸妈妈和亲戚朋友们，是他们的辛勤培育才有了今天的我，使我长大成人并能立足于社

5、会，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业，我会永远记住他们对我的情谊，这也是我想要报效祖国的精神动力。最后，特别感谢评阅论文和出席论文答辩的各位专家和教授能在百忙之中给予的指导。J中文摘要摘要：随着我国经济的高速发展，我国已经进入了地铁工程建设的黄金时代，然而到目前为止还没有独立的地下结构抗震设计规范，相比日本和美国等发达国家，我国在地下结构抗震领域的系统研究尚不够成熟。加上近年来我国已进入地震频发期，在这种大背景下，如何保证在地震作用下地铁结构的安全成了我们迫切需要研究的课题。研究软土地基城市地铁车站与

6、区间隧道过渡段的抗震设计规范具有重要的意义，本文对地铁地下特定部位结构的动力响应进行时程分析，本文的主要内容包括：(1)介绍国内外关于地铁抗震的分析方法以及各种方法的使用范围；(2)通过对土．地下结构体系的动力相互作用数值解法的剖析，提出解决地下结构抗震分析的理论依据：(3)利用有限元软件MIDAS建立地铁车站与区间隧道过渡段的三维数值模型，人工边界采用粘性边界；(4)以1995年日本HYOUGOKENSouth的加速度时程记录为地震输入波，我们分别考虑三种情况，分别是地铁车站与区间隧道的剪切刚度之比在毛=0．8a

7、，k，=口，k3=1．25a(口为截面尺寸影响系数)的时候，在地震荷载下的动力时程响应；(5)分析三种不同情况下过渡段上不同位置的位移、速度、加速度及应力、应变的时程图，得出地铁车站与区间隧道过渡段的动力响应规律；(6)刚度的增大能有效增强结构抵抗地层变形的能力，但却会造成应力集中，结构内力和应变增大，对局部受力不利。因此需要改变仅通过增强结构刚度或者强度来提高地下结构的抗震性能的传统观点。在进行地铁车站结构的抗震设计的时候，可以考虑适当增加结构的韧性，这样地下结构在地震中就会具有一定变形能力，以此承受地震引起周围

8、土层介质变形产生的应力，而不是盲目地使结构直接抵抗地层的变形；(7)在考虑过渡段结构的抗震问题时，应首先满足结构本身的设计强度和刚度，然后再考虑尽量减小过渡段的刚度变化，即k值尽量的小，以避免造成过渡段的应力集中和应力过大。本文对进一步研究软土地基上城市地下结构对地震作用的响应具有一定的参考价值。关键词：站隧过渡段；剪切刚度；抗震；数值模拟分类号：^ABST