饱和场地中异跨地铁车站地震响应特性分析

为研究饱和场地中异跨地铁车站结构体系地震动力响应特性问题,以某异跨地铁车站为研究对象,基于有限元分析软件MIDAS-GTS(Midas Geotechnical and Tunnel analysis System)建立异跨地铁地下车站结构体系三维有限元数值模型,选取弹性模量、黏聚力、泊松比、摩擦角作为敏感性影响参数,采用正交试验方法和饱和两相介质动力分析方法进行参数敏感性分析。研究结论表明:剪力墙和悬挑跨附近易发生受弯破坏,中柱易发生受剪破坏;在单一横向地震动作用下或者水平与竖向地震动共同作用下,弹性模量影响最大,泊松比和摩擦角的敏感性次之,黏聚力影响最小。此动力响应特性分析流程方法可为异跨地铁车站抗震设计提供参考。

十字交叉换乘地铁车站地震响应分析

目的 研究十字交叉换乘地铁站在抗震分析中地震动荷载对结构动力响应的影响,为十字交叉车站的抗震设计和分析提供参考。方法 以十字交叉换乘地铁站为研究对象,借助MIDAS-GTS建立三维有限元分析模型,采用动力时程方法分析水平与竖向地震动荷载下车站结构的地震响应规律,并将单向与双向耦合地震动荷载下的结构响应进行比较。结果 双向地震动荷载下,结构响应规律与单向地震动相似,但结构水平位移增幅为1.44%,竖向位移增幅为1.21%;层间位移角比水平地震动增加了12%,比竖向地震动增加了1 876%;结构加速度响应在水平向增加了4.1%,在竖向减少了2.8%。结论 在双向地震动荷载下,结构的地震响应增大,产生的动力效应更大,对结构损伤更大;顶板的加速度峰值最大,最易受损;由于ρ-Δ效应,结构水平向地震响应增大,竖向地震响应减小。

地铁运行引起的临近桥梁结构振动分析

为研究地铁列车运行引起的环境振动对临近既有公路桥梁结构的影响,基于大型有限元计算平台ABAQUS,采用精细化建模方法,建立地铁隧道-地基-既有桥梁的大规模三维数值计算模型,通过列车-轨道-隧道结构系统力学简化模型,计算得到列车振动荷载,对桥梁结构在列车通行振动荷载作用下的受力及变形进行分析.结果表明,在列车通行过程中,公路桥梁结构构件均存在明显的振动,但未发生扩散性共振效应,振动幅值很小;在桥梁结构地震荷载与列车振动作用组合中,列车振动作用效应可忽略.

基于双参数模型的地铁车站地震易损性分析

为研究地震作用下地铁车站结构的动力响应及损伤状况,以某单层双跨地铁车站为研究对象,建立饱和砂土场地下地铁车站结构非线性动力体系数值模型.采取增量动力响应分析的方法,分别选取层间位移角模型和基于变形-能量的双参数损伤模型,对地铁车站结构进行地震易损性分析,从而求解地铁车站结构在不同地震烈度下的极限状态超越概率.分析结果表明:地面峰值加速度小于0.2g时结构偏于安全,损伤以轻度损伤为主;地面峰值加速度大于0.2g时,逐渐向中等损伤及更严重损伤过渡;结构损伤程度较轻(轻微损伤和中等损伤)时,最大变形对结构损伤起主要控制作用;结构损伤严重(严重损伤和倒塌)时,累计滞回耗能对结构的损伤起到关键作用.研究结果可为地铁车站结构的防灾减灾及抗震设计提供参考.

埋深对可液化场地地铁车站地震响应的影响

为分析埋深对可液化场地地铁车站结构的地震动响应影响规律,在OpenSees开源程序平台和Biot动力固结理论基础上,采用修正的多屈服面塑性砂土动力本构模型,同时考虑结构动力非线性的纤维截面单元,建立饱和砂土场地-地铁车站结构相互作用数值计算模型,并分析了在地铁车站不同埋深情况下,场地的加速度反应谱及结构变形和内力的动力响应.分析结果表明,随着车站结构埋深的减小,场地特征点处加速度β反应谱峰值变大,且各埋深工况均呈现出明显的场地放大效应;随着车站结构埋深的增加,各关键截面动内力峰值变大,而对应的层间位移角极值和结构上浮量均呈现减小趋势,其中中柱上端部截面受埋深影响程度最为显著.

饱和砂土场地中地铁车站结构地震易损性分析

为进一步研究饱和砂土场地中地铁车站结构地震易损性问题,以某单层双跨地铁车站为研究对象,综合考虑场地类别、地震动不确定性的影响,采用u-p格式饱和两相介质有效应力动力求解方法,建立饱和砂土场地-地铁车站结构体系耦合动力非线性分析数值模型,选取最大层间位移角为结构损伤指标,基于增量动力分析IDA法获得结构在地震作用下动力响应数据,进而构建地铁车站结构的地震易损性曲线,并求得结构在各级地震动作用下的不同破坏状态超越概率。分析结果表明:当PGA<0.7 g时,饱和砂土场地中地铁车站结构以发生中等损伤和轻微损伤为主;当PGA≥0.7 g时,结构以严重损伤为主,并且向坍塌发展。此饱和砂土场地中地铁车站结构地震易损性分析流程方法,可为地铁车站抗震设计和减灾预测评估提供参考。

饱和砂土场地‑地铁车站地震响应参数敏感性分析

为进一步研究饱和砂土场地‑地铁车站结构体系地震动响应的参数敏感性问题,以某单层双跨地铁车站为研究对象,采用u-p格式饱和两相介质有效应力动力求解方法,建立了饱和砂土场地‑地铁车站结构体系耦合动力数值分析模型,选取土体剪切模量、渗透系数、内摩擦角和地震动强度作为敏感性影响参数,在基准值误差分析的基础上进一步开展灰色关联分析,得到了地震动响应影响因素的灰色关联度序列。计算分析结果表明:近场特征点动孔压比峰值对地震动强度和土体剪切模量的变化更为敏感,而加速度峰值对地震动强度和内摩擦角变化更为敏感,中柱上下端动剪力与动弯矩对内摩擦角和地震动强度的变化更为敏感。此参数敏感性分析流程方法,可为地铁车站抗震设计和减灾预测评估提供参考。

连续刚构桥地震响应灰色关联参数敏感性分析

为进一步研究连续刚构桥的地震响应规律,以某连续刚构桥为例,建立了不同工况下连续刚构桥数值计算模型,充分考虑负相关因素,采用基准值误差与改进的灰色T型关联分析方法,以地震作用下某连续刚构桥墩顶顺桥向弯矩、墩底横桥向弯矩、墩底顺桥向弯矩和跨中横桥向弯矩为评价指标,进行了地震作用下连续刚构桥灰色关联参数敏感性分析。分析结果表明:高墩墩顶顺桥向弯矩对梁底曲线幂次的变化更敏感,矮墩墩顶顺桥向弯矩对根部梁高高跨比的变化更敏感,而墩底顺桥向弯矩则对墩高比的变化更敏感;高墩墩底横桥向弯矩对跨中梁高高跨比的变化更为敏感,矮墩墩底横桥向弯矩则对根部梁高高跨比相对更敏感;主梁跨中横桥向弯矩则对跨中梁高高跨比的变化更为敏感。该敏感性分析方法,可为连续刚构桥抗震设计及防灾减灾提供一定参考。

全直桩高桩码头结构的地震易损性分析

为研究全直桩高桩码头的地震易损性问题,以某全直桩高桩码头为工程背景,考虑场地和地震动特性的不确定性影响,借助岩土有限元软件Midas GTSNX,建立全直桩高桩码头-地基土相互作用非线性数值模型.将地基土内最大桩基应变作为破坏损伤指标,基于增量动力分析法对所选地震动进行调幅,并逐一进行数值计算,得到全直桩高桩码头的地震易损性曲线,分析了全直桩高桩码头在不同强度地震动作用下不同破坏状态的超越概率.研究结果表明,当地面峰值加速度<0.80g时,全直桩高桩码头结构的破坏状态主要为轻度损伤以及中度损伤;当地面峰值加速度≥0.80g时,发生严重损伤的概率基本超过了50%,码头结构丧失运营能力.以地基土内桩基损伤为指标的易损性分析,描述了地震对全直桩高桩码头结构造成的影响,可为高桩码头的抗震设计和防灾预测提供参考.