地铁隧道结构地震反应简化计算方法研究

发布时间：2018-06-04 05:33

  本文选题：地铁隧道结构 + 等效一致粘弹性人工边界　； 参考：《福州大学》2014年硕士论文

【摘要】：地铁隧道能够有效地解决城市中交通拥挤、车辆堵塞等问题。近年来地下结构震害时有发生,因此研究地铁隧道结构在地震作用下的反应非常重要。地铁隧道结构的抗震分析中的动力时程法,其计算精度高,结果准确,但同时分析复杂、耗时长,难以广泛用于常规的工程抗震设计。静力弹塑性分析,即Pushover方法是一种抗震分析的简化计算方法,具有良好的精确性和可靠度,已广泛用于地上结构,但推广用于地下结构还需要更深入的研究。本文基于ABAQUS有限元分析软件,建立了地铁隧道的二维非线性有限元计算模型,研究了地下结构Pushover分析方法,讨论了加载模式,研究了结构的地震反应,并与动力时程分析的计算结果对比验证,完善适用于地铁隧道结构的Pushover分析方法。论文的主要内容和成果包括：(1)采用等效的二维一致性粘弹性人工边界,在ABAQUS软件中实现了一致粘弹性人工边界的施加以及地震波的输入。考虑土—结构动力相互作用,建立了包含周围地基土-地铁隧道结构体系二维非线性有限元计算模型。(2)在前述模型基础上输入有效地震波,进行了地铁隧道结构地震反应时程分析,研究地铁隧道结构的地震反应特性,并且分析了结构在不同地震波作用下的地震反应。(3)建立地铁隧道结构有限元静力计算模型,研究了考虑水平及竖向耦合输入的Pushover分析加载模式,讨论了合理的破坏准则,与前述动力时程计算结果进行对比研究,讨论了pushover方法的适用性,分析了结构模型的抗震能力曲线,得到一些抗震措施建议。
[Abstract]:Subway tunnel can effectively solve the problems of traffic congestion and traffic jam in the city. In recent years, earthquake damage occurs frequently in underground structures, so it is very important to study the response of subway tunnel structures under earthquake. The dynamic time-process method for seismic analysis of subway tunnel structure is of high accuracy and accuracy, but the analysis is complex and time-consuming, so it is difficult to be widely used in conventional seismic design. Static elastoplastic analysis, that is, Pushover method, is a simplified calculation method for seismic analysis. It has good accuracy and reliability, and has been widely used in above ground structures, but more in-depth research is needed for its application in underground structures. In this paper, based on ABAQUS finite element analysis software, the two-dimensional nonlinear finite element model of subway tunnel is established, and the Pushover analysis method of underground structure is studied, the loading mode is discussed, and the seismic response of the structure is studied. Compared with the calculation results of dynamic time history analysis, the Pushover analysis method suitable for subway tunnel structure is perfected. The main contents and results of this paper include: (1) using the equivalent two-dimensional uniform viscoelastic artificial boundary, the uniform viscoelastic artificial boundary is applied in ABAQUS software and the seismic wave input is realized. Considering the soil-structure dynamic interaction, a two-dimensional nonlinear finite element calculation model of the surrounding soil-subway tunnel structure system is established. The effective seismic wave is input on the basis of the above model. The seismic response time history analysis of subway tunnel structure is carried out, the seismic response characteristics of subway tunnel structure is studied, and the seismic response of subway tunnel structure under different seismic waves is analyzed. (3) the finite element static calculation model of subway tunnel structure is established. The loading mode of Pushover analysis considering horizontal and vertical coupling input is studied, the reasonable failure criterion is discussed, and the results of dynamic time history calculation are compared with those mentioned above, and the applicability of pushover method is discussed. The seismic capacity curve of the structural model is analyzed, and some seismic measures are proposed.
【学位授予单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU311.3

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本文编号：1976185