地下綜合管廊地震反應分析與抗震可靠性研究.pdf

1、地下綜合管廊是將兩種或兩種以上的管線放置其中而形成的一種公共基礎設施。它是城市生命線工程基礎設施發(fā)展的方向，與此同時，對其進行地震作用下的響應及抗震可靠度研究具有重要的理論和現(xiàn)實意義，但這方面卻基本未見文獻提及，基于這種背景，提出了本文的研究課題。 本文首先對影響地下綜合管廊結(jié)構地震響應分析正確性的關鍵因素(如人工邊界條件、有效應力法等)進行了研究，并用算例進行了說明，這些研究為地下綜合管廊的地震響應分析奠定了基礎。然后借助有限

2、元軟件ABAQUS，建立了三維有限元整體分析模型。在有限元模型中，考慮了人工邊界條件、接觸面、土體塑性以及土體有效應力等要素。對地下結(jié)構的地震動輸入形式進行了研究，指出用位移輸入可以得到更精確的結(jié)果。在以上研究的基礎上，對地下綜合管廊在地震作用下的響應進行了分析，并對主要影響因素，如人工邊界條件、接觸面、有效應力、行波效應以及非一致地震激勵分別進行了分析比較。研究發(fā)現(xiàn)，地下綜合管廊在剪切波作用下呈現(xiàn)整體彎曲變形，與土體在剪切波作用下的變

3、形相同。邊界條件及非一致激勵對結(jié)構響應的影響最大，其中自由邊界與無限單元的情況，相對誤差最大可達153.03％，最小也達到了66％。而非一致激勵比一致激勵應變幅值有很大增加，最小達到了30％，最大則達到了8倍。因此，在地下綜合管廊結(jié)構分析中應對邊界條件及多點地震動輸入特別注意。 地下綜合管廊屬于淺層地下結(jié)構，埋深較淺，面波尤其是Rayleigh波將對其響應影響巨大。本文研究了土體中Rayleigh波的傳播特性，根據(jù)Rayleig

4、h曲波的特點，首次提出了近似Rayleigh地震波場的概念，并利用傅立葉變換求得近似Rayleigh地震波場，研究了地下綜合管廊結(jié)構在Rayleigh波作用下的響應。研究表明：對于淺埋地下結(jié)構而言，Rayleigh波的影響不可忽略，且呈現(xiàn)出與剪切波作用不同的特點，結(jié)構項面對應點的軸向應變幅值是對應底面點的2倍左右。 借助本課題組進行的振動臺試驗，將數(shù)值結(jié)算結(jié)果與試驗結(jié)果進行了對比，結(jié)果表明，二者符合較好。這一方面驗證了本文計算建