地震作用下软土-隧道-地上框架体系动力反应分析

地震作用下地铁隧道与临近建筑物的动力相互作用问题已受到不少学者的关注和重视,但是针对软土场地方面的动力相互作用认识还不充分。以天津软土场地为例,采用Abaqus有限元软件围绕隧道与地上框架结构间距、隧道埋深、隧道上行线与下行线间距、框架结构自振频率等参数,对隧道-软土地基-地上框架结构体系地震响应问题进行了参数化分析。研究发现:地铁隧道会对其下穿的地上框架地震响应产生一定程度的扰动,以框架结构层间位移角计量这种扰动,影响程度在10%左右;地上框架结构可能会放大临近地铁隧道的动应力响应(特别是下穿型地铁隧道),也可能会削弱其动应力响应,就本文模型而言,地上结构对衬砌动应力峰值的放大倍数最高可达80.7%。建议软土场地工程设计中考虑地上建筑对下穿型地铁隧道抗震性能的不利影响。

地震作用下软土-隧道-地上框架体系非线性动力反应分析

地铁隧道往往紧邻地上建筑而建,地震作用下隧道、土、地上建筑间的动力相互作用对隧道或地上建筑抗震性能的影响是值得探究的课题。采用Abaqus有限元软件,建立软土-地铁隧道-地上钢筋混凝土框架结构弹塑性动力反应分析模型,综合考虑隧道与框架结构间距、隧道埋深、框架结构动力特性、输入波幅值等因素的影响,分析地震作用下隧道与地上建筑间的非线性动力相互作用规律。研究表明:①地上建筑将显著加重“下穿型”地铁隧道的地震损伤;②浅埋地铁隧道地震响应受地上建筑的影响较深埋隧道更大;③当隧道紧邻而非下穿地上框架且隧道与框架间距不大于50 m时,隧道衬砌结构的动力响应可能被放大,也可能被缩小;④地铁隧道对地上建筑地震响应的影响可以忽略。