不同地震波作用一体化地铁车站地震响应分析

随着城市轨道交通的发展,地铁车站不但要承担交通功能,而且还要兼顾其他城市功能。地下一体化车站以集约化发展为目标,将地铁车站与周围地下建筑作为整体进行考虑,统一设计,统一施工,从而提高资源利用率和经济社会效益。采用汶川地震中记录的名山波(主频15.9 Hz)、唐山地震中记录的北京饭店波(主频0.7 Hz)和施工场地安评报告提供的人工波(主频5.2 Hz),模拟不同频率和不同幅值(0.1g~0.5g)的地震环境。通过开展大型振动台试验,评估在不同频率、不同峰值加速度(PGA)的地震波作用下,地下一体化地铁车站结构的地震响应规律。试验结果表明,车站结构两侧土体下沉,土-结交界面处的土体出现破坏。土体的加速度响应对北京饭店波的敏感程度随PGA的增大而增强。以PGA=0.3g为分界线,当PGA<0.3g时,北京饭店波对车站结构的影响较小,当PGA>0.3g时,北京饭店波对车站结构的影响增大。对车站结构中柱应变幅值而言,负1层中柱顶端的应变幅值最大,负3层中柱底端的应变幅值最大。由此得到结论:土-结交界面属于材料刚度突变位置,刚度较小的土体会出现破坏现象;低频波作用下,模型体系的地震响应随PGA的增加而逐渐增强;车站结构负1层中柱顶端和负3层中柱底端为抗震最不利部位,建议地下一体化地铁车站在设计和施工过程中应更加注重这些位置的抗震性能优化,尤其是在高地震活动区域。