近地裂缝场地地铁车站地震动力响应

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1、分类号:TU410710-2011128047硕士学位论文近地裂缝场地地铁车站地震动力响应许婧伟导师姓名职称胡志平教授申请学位级别硕士学科专业名称结构工程论文提交日期2014年6月论文答辩日期2014年6月10日学位授予单位长安大学StudyontheSeismicDynamicResponseofSubwayStationunderNear-fieldADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：XuJingweiSupervisor：Prof.HuZhipingCha

2、ng’anUniversity,Xi’an,China摘要本文以西安地区地裂缝环境以及其典型地铁车站为背景，通过有限元软件ANSYS分别建立了地铁车站位于非地裂缝场地、地铁车站位于单条地裂缝场地上盘以及地铁车站位于单条地裂缝场地下盘的二维数值模拟模型，展开了对这三种工况地震动作用下动力响应问题的研究。以期得到地裂缝影响下地下结构动力响应规律。通过数值模拟结果可以总结得出以下结论：1、地铁车站在地裂缝的影响下，车站结构加速度、速度、位移响应有所增大，但最大位移峰值相差甚微，且出现时刻较晚。具体表现为：在El-Centro水平地震波

3、的激励下，地铁车站位于非地裂缝场地时，最大加速度为2.52062m/s2，最大速度为0.7005m/s，在4.92s出现位移峰值0.218554m；地铁车站位于单条地裂缝场地上盘时，最大加速度为2.61063m/s2，最大速度为0.7325m/s，在5.24s出现位移峰值0.22483m；地铁车站位于单条地裂缝场地下盘时，最大加速度为2.60875m/s2，最大速度为0.7675m/s，在5.28s出现位移峰值0.248967m。2、地铁车站在地裂缝的影响下，应力峰值陡然提高，破坏力加大。具体表现为：在El-Centro水平地震

4、波的激励下，地铁车站位于非地裂缝场地时，正应力峰值为2604.250kPa，出现位置为车站二层右侧边跨右柱底端；剪应力峰值为701.202kPa，出现位置为车站一层左侧边跨右柱底端。地铁车站位于单条地裂缝场地上盘时，应力峰值3518.270kPa，出现位置为车站二层右侧边跨左柱底端；剪应力峰值1037.510kPa，出现位置为车站一层左侧边跨左柱底端。地铁车站位于单条地裂缝场地下盘时，正应力峰值3343.120kPa，出现位置为车站一层左侧边跨左柱底端；剪应力峰值1028.940kPa，出现位置为车站一层左侧边跨左柱底端。3、在

5、水平地震波El-Centro波的激励下，三种工况下地铁站破坏顺序各有不同，但结构抗震的最不利位置都在顶、底板与柱相交处，柱子是整个车站结构中最脆弱的构件。关键词：地裂缝场地、地铁车站、地震动响应、有限元模型、破坏顺序iAbstractConcideringtheundergroundoffissuresofXi’anandconstructionofmetrointhiscity,inordertogetthedynamicresponselaws,finiteelementmethodwasusedtoimitateseism

6、icresponseofsubwaystationwhichisunderthegroundwithoutfissure,andwhichareontheupperandlowerplateunderearthquakeforce.TheFEMresultsareshowedbelow:1.Undertheinfluenceofgroundfissure,theacceleration,velocity,displacementresponseofthesubwaystationincreased.Butthereislittl

7、edifferenceamongthepeakdisplacements,alsothetimeofthemaximumislater.Thedynamicresponseofthestationdeceasedwiththeincreaseofthestationembeddeddepth.Thespecificresultsasfollowed:TriggeredbyEL-Centrowave,whenthesubwaystationisunderthegroundwithoutfissure,themaximumaccel

8、erationis2.52062m/s2,themaximumvelocityis0.7005m/s,themaximumdisplacementis0.218554mat4.92s.Whenthesubwaystationisontheupperplate,t