地铁双层交叉隧道非线性地震响应分析

以北京某地铁双洞盾构隧道近距离下穿既有矩形矿山法隧道为例,建立不同交叉角度的地铁双层交叉隧道三维数值模型,采用日本阪神波及北京人工波作为向基岩输入的地震波,研究其在水平强地震动作用下的地震响应特性,并与单层矩形/圆形隧道的地震响应特性进行比较。结果表明:双层近距离交叉隧道相互作用效应对上、下层隧道相对水平位移峰值和振动加速度均具有放大作用,且均随着交叉角度的增大而减小,对上层矩形隧道的地震应力有增大作用,对下层圆形隧道的地震应力有减小作用,且与交叉形式和基岩输入的地震波特性密切相关;上层矩形隧道顶、底板与侧墙的连接部位、中隔墙(中柱)的顶部和底部,以及下层圆形隧道的拱肩和拱腰处是结构的薄弱部位;矩形隧道和圆形隧道的地震变形模式分别近似于正弦曲线的单调递增段和反S形;场地土层的变形以剪切变形为主;土与结构的接触面是地震发生时的薄弱环节。

近远场地震动作用密贴交叉组合地铁车站振动台试验

以北京地铁公主坟换乘车站为背景,开展近远场地震动作用下密贴交叉组合地铁车站振动台试验,通过对模型土体和模型车站结构的动力特性进行分析,研究密贴交叉组合结构地铁车站的地震响应特性。结果表明:在频谱特性不同的近场和远场地震动作用下,土层的地震反应不同,主要频谱成分接近模型地基土基频的近场地震动和中场地震动,对土层的放大效应更明显;与传统的单体车站结构不同,由于上下两个车站间发生相互作用,使得车站结构底板应变幅值大于顶板,边墙结构下端应变幅值均大于上端。

地下结构抗震分析的反应位移法研究

基于地下结构的震动特性,比较反应位移法在地下结构抗震分析中计算地震荷载作用下结构相对位移的三种方法。结合工程实例,分别应用三种求解方法计算地震荷载作用下的土层相对位移及作用在结构上的等效荷载,建立有限元模型分别计算结构各点的相对位移,并与时程分析法计算结果比较。结果表明:(1)不同求解方法计算得到的结构相对位移有很大的差异,由此导致结构地震响应差别显著;(2)不同计算公式有其相应的适用性,研究成果可为地下结构抗震设计提供参考。

液化场地地铁区间隧道抗震设计研究

借鉴建筑结构抗震设计理念及以往工程实践,总结了液化场地条件下地铁隧道抗震概念设计和构造设计的原则,并基于有限差分程序FLAC3D研究了地铁隧道与液化层处于不同相对位置关系时结构的动力反应,从而提出地铁隧道计算设计的抗液化处理原则。研究结果表明:当液化层位于地铁隧道拱顶附近及以上时,如不影响施工,可以不对液化层进行处理;液化层位于隧道拱腰及以上时,地层液化对结构内力及变形将产生一定影响,建议对该部分液化层进行加固处理;隧道周边土体全部为液化层时,地震时结构的内力和地层变形会大幅增加,必须对液化层进行加固处理。不论地铁隧道与液化层相对位置关系怎样,一般均应进行抗浮验算。

基于反滤原理的地下结构抗液化处理方法

针对强震下土层液化极大破坏地下结构的问题,按照反滤层原理,在地下结构与液化砂土间设置碎石层,应用FLAC^(3D)有限差分软件,分析不同工况下液化场地下结构的动力响应特征。结果表明:结构周围设置碎石层对液化场地地下结构有很好的抗液化效果。在一定范围内,随着碎石层厚度和层数的增加,抗液化能力更加明显。

顶管施工技术在下穿铁路路基中应用的研究

对燃气管道穿越铁路路基采取的防护套管施工中的顶管技术进行了简要分析,详细介绍了顶管工程设计、施工、纠偏、监测及预警的注意事项,为类似工程提供借鉴和参考。