复杂场地条件下地下结构反应位移法的改进研究
发布时间：2022-01-01 18:19
随着城镇化与科技的迅速发展,城市地面交通状况不容乐观,单纯地依靠地上交通已不可能从根本解决交通压力,以地铁为主的城市轨道交通已成为人们开发和利用地下交通空间的主要形式。然而在地震过程中,地上结构与地下结构地震响应有极大的差异,完全依赖地上结构的抗震设计方法并不能很好的诠释地下结构的地震响应。本论文在现有的地下结构抗震设计方法的基础上,通过理论分析与数值模拟相结合的方法,详细的介绍了6种地下结构抗震设计方法的计算过程,并对比各种计算方法,得出了各种计算方法的适用性;针对反应位移法各计算参数计算方法的多样性原则,进行各参数敏感度分析;最后对反应位移法进行改进,具体结论如下:（1）详细介绍了FLAC动力时程分析方法、一般反应位移法、整体式反应位移法、有限元反应加速度法、强制反应位移法、Pushover法等6种方法的计算原理、计算过程与适用性。（2）通过总结的6种地下结构抗震设计方法分别对两种地下结构形式（两层三跨矩形结构、两层三跨拱顶结构）在处于不同土层、不同覆土厚度的4种工况进行了对比分析。（3）对反应位移法中4个主要计算参数进行了敏感度分析,得出各计算参数对结构变形的影响力。（4）提出了...
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 地下结构震害
1.2.1 震害案例
1.2.2 震害原因
1.2.3 震害变形
1.3 国内外研究现状
1.3.1 研究方法现状
1.3.2 抗震设计方法
1.4 研究内容及技术路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 技术路线
1.5 研究意义
第2章 地下结构抗震设计方法及软件介绍
2.1 动力时程分析法
2.1.1 计算原理
2.1.2 边界选取
2.1.3 计算流程
2.2 反应位移法
2.2.1 计算原理与步骤
2.2.2 参数计算
2.2.3 存在的问题
2.3 整体式反应位移法
2.4 强制反应位移法
2.5 有限元反应加速度法
2.6 Pushover法
2.7 计算软件介绍
2.7.1 SAP84软件介绍
2.7.2 FLAC软件介绍
2.7.3 MIDAS/GTS软件介绍
2.8 本章小结
第3章 地下结构抗震设计方法计算与比较
3.1 计算模型与参数
3.2 工况一--两层三跨矩形结构，不同覆土厚度
3.2.1 结构层间位移角对比分析
3.2.2 结构弯矩对比分析
3.2.3 结构剪力对比分析
3.2.4 结构轴力对比分析
3.2.5 计算结果对比分析
3.3 工况二--两层三跨矩形结构，不同土体参数
3.3.1 结构层间位移角对比分析
3.3.2 结构弯矩对比分析
3.3.3 结构剪力对比分析
3.3.4 结构轴力对比分析
3.3.5 结果对比分析
3.4 工况三--两层三跨拱顶结构，不同覆土厚度
3.4.1 结构层间位移角对比分析
3.4.2 结构弯矩对比分析
3.4.3 结构剪力对比分析
3.4.4 结构轴力对比分析
3.4.5 结果对比分析
3.5 工况四--两层三跨拱顶结构，不同土体参数
3.5.1 结构层间位移角对比分析
3.5.2 结构弯矩对比分析
3.5.3 结构剪力对比分析
3.5.4 结构轴力对比分析
3.5.5 结果对比分析
3.6 实例比较与分析
3.6.1 计算结果与分析
3.6.2 抗震设计方法适用性讨论
3.7 本章小结
第4章 反应位移法各参数灵敏度分析
4.1 基本工况模型与参数
4.1.1 模型与参数
4.1.2 地震荷载计算
4.2 各参数敏感度分析
4.2.1 地层位移敏感度分析
4.2.2 地基弹簧刚度敏感度分析
4.2.3 地层剪力敏感度分析
4.2.4 结构惯性力敏感度分析
4.3 本章小结
第5章 改进反应位移法
5.1 改进地层反应位移
5.1.1 基于等效加速度改进地层反应位移
5.1.2 公式有效性验证
5.2 验证改进反应位移法
5.2.1 不同埋深
5.2.2 不同土体参数
5.2.3 结论
5.3 上软下硬地层对地下结构的影响
5.4 本章小结
结论和展望
参考文献
硕士期间所发表的学术论文
硕士期间参加的科研项目
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]反应加速度法和反应位移法精度随结构埋深变化的研究[J]. 董正方,蔡宝占,姚毅超,李凤丽,朱红云. 振动与冲击. 2017(14)
[2]地震作用下地铁隧道与邻近建筑相互影响研究[J]. 卢致强,曹平,李冀伟,刘建伟. 城市轨道交通研究. 2017(04)
[3]地下结构抗震分析的反应位移法研究[J]. 陶连金,索新爱,安军海,刘春晓. 地下空间与工程学报. 2016(S1)
[4]地下结构抗震设计方法整体强制反应位移法[J]. 陈之毅,谈忠傲,楼梦麟. 同济大学学报(自然科学版). 2016(08)
[5]反应加速度法在地下结构抗震分析中的应用[J]. 杨亚勤,张春进,王国波. 路基工程. 2016(03)
[6]等效线性方法在地铁车站抗震分析中的应用[J]. 周川,焦玉勇,张国华,张秀丽,王浩. 地下空间与工程学报. 2015(S2)
[7]城市轨道交通盾构隧道的横向抗震设计[J]. 董正方,李凤丽,王君杰,孔庆梅. 中国科技论文. 2015(07)
[8]反应位移法在地铁车站抗震计算中的应用探讨[J]. 赵晓勇. 铁道标准设计. 2015(01)
[9]三维层状饱和地基动力Green函数的薄层法求解[J]. 王鹏,史吏,王军,刘凯. 岩土力学. 2014(12)
[10]深层暗挖车站的抗震设计研究[J]. 张玉芳. 市政技术. 2014(03)
博士论文
[1]地下结构地震作用的简化分析方法研究[D]. 宾佳.中国地震局工程力学研究所 2016
[2]地铁车站地震破坏机理及密贴组合结构的地震响应研究[D]. 张波.北京工业大学 2012
[3]浅埋地下结构地震反应分析及设计方法研究[D]. 王文沛.北京工业大学 2012
[4]地铁地下结构抗震性能及分析方法研究[D]. 孙超.中国地震局工程力学研究所 2009
[5]软土地铁车站结构三维地震响应计算理论与方法的研究[D]. 王国波.同济大学 2007
[6]盾构隧道地震响应分析及抗减震措施研究[D]. 孔戈.同济大学 2007
[7]山岭隧道地震动力响应及减震措施研究[D]. 李育枢.同济大学 2006
[8]土—地下结构非线性动力相互作用及其大型振动台试验研究[D]. 庄海洋.南京工业大学 2006
硕士论文
[1]地震动作用下浅埋隧道结构响应数值分析与试验研究[D]. 耿铭.重庆交通大学 2014
[2]水电站地下洞室群地震反应初步分析[D]. 马艳晶.大连理工大学 2009
[3]大型地下洞室抗震分析及ANSYS二次开发[D]. 刘连民.天津大学 2006
[4]地下洞室围岩稳定及锚固分析[D]. 桂惠中.武汉大学 2005
本文编号：3562582
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 地下结构震害
1.2.1 震害案例
1.2.2 震害原因
1.2.3 震害变形
1.3 国内外研究现状
1.3.1 研究方法现状
1.3.2 抗震设计方法
1.4 研究内容及技术路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 技术路线
1.5 研究意义
第2章 地下结构抗震设计方法及软件介绍
2.1 动力时程分析法
2.1.1 计算原理
2.1.2 边界选取
2.1.3 计算流程
2.2 反应位移法
2.2.1 计算原理与步骤
2.2.2 参数计算
2.2.3 存在的问题
2.3 整体式反应位移法
2.4 强制反应位移法
2.5 有限元反应加速度法
2.6 Pushover法
2.7 计算软件介绍
2.7.1 SAP84软件介绍
2.7.2 FLAC软件介绍
2.7.3 MIDAS/GTS软件介绍
2.8 本章小结
第3章 地下结构抗震设计方法计算与比较
3.1 计算模型与参数
3.2 工况一--两层三跨矩形结构，不同覆土厚度
3.2.1 结构层间位移角对比分析
3.2.2 结构弯矩对比分析
3.2.3 结构剪力对比分析
3.2.4 结构轴力对比分析
3.2.5 计算结果对比分析
3.3 工况二--两层三跨矩形结构，不同土体参数
3.3.1 结构层间位移角对比分析
3.3.2 结构弯矩对比分析
3.3.3 结构剪力对比分析
3.3.4 结构轴力对比分析
3.3.5 结果对比分析
3.4 工况三--两层三跨拱顶结构，不同覆土厚度
3.4.1 结构层间位移角对比分析
3.4.2 结构弯矩对比分析
3.4.3 结构剪力对比分析
3.4.4 结构轴力对比分析
3.4.5 结果对比分析
3.5 工况四--两层三跨拱顶结构，不同土体参数
3.5.1 结构层间位移角对比分析
3.5.2 结构弯矩对比分析
3.5.3 结构剪力对比分析
3.5.4 结构轴力对比分析
3.5.5 结果对比分析
3.6 实例比较与分析
3.6.1 计算结果与分析
3.6.2 抗震设计方法适用性讨论
3.7 本章小结
第4章 反应位移法各参数灵敏度分析
4.1 基本工况模型与参数
4.1.1 模型与参数
4.1.2 地震荷载计算
4.2 各参数敏感度分析
4.2.1 地层位移敏感度分析
4.2.2 地基弹簧刚度敏感度分析
4.2.3 地层剪力敏感度分析
4.2.4 结构惯性力敏感度分析
4.3 本章小结
第5章 改进反应位移法
5.1 改进地层反应位移
5.1.1 基于等效加速度改进地层反应位移
5.1.2 公式有效性验证
5.2 验证改进反应位移法
5.2.1 不同埋深
5.2.2 不同土体参数
5.2.3 结论
5.3 上软下硬地层对地下结构的影响
5.4 本章小结
结论和展望
参考文献
硕士期间所发表的学术论文
硕士期间参加的科研项目
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]反应加速度法和反应位移法精度随结构埋深变化的研究[J]. 董正方,蔡宝占,姚毅超,李凤丽,朱红云. 振动与冲击. 2017(14)
[2]地震作用下地铁隧道与邻近建筑相互影响研究[J]. 卢致强,曹平,李冀伟,刘建伟. 城市轨道交通研究. 2017(04)
[3]地下结构抗震分析的反应位移法研究[J]. 陶连金,索新爱,安军海,刘春晓. 地下空间与工程学报. 2016(S1)
[4]地下结构抗震设计方法整体强制反应位移法[J]. 陈之毅,谈忠傲,楼梦麟. 同济大学学报(自然科学版). 2016(08)
[5]反应加速度法在地下结构抗震分析中的应用[J]. 杨亚勤,张春进,王国波. 路基工程. 2016(03)
[6]等效线性方法在地铁车站抗震分析中的应用[J]. 周川,焦玉勇,张国华,张秀丽,王浩. 地下空间与工程学报. 2015(S2)
[7]城市轨道交通盾构隧道的横向抗震设计[J]. 董正方,李凤丽,王君杰,孔庆梅. 中国科技论文. 2015(07)
[8]反应位移法在地铁车站抗震计算中的应用探讨[J]. 赵晓勇. 铁道标准设计. 2015(01)
[9]三维层状饱和地基动力Green函数的薄层法求解[J]. 王鹏,史吏,王军,刘凯. 岩土力学. 2014(12)
[10]深层暗挖车站的抗震设计研究[J]. 张玉芳. 市政技术. 2014(03)
博士论文
[1]地下结构地震作用的简化分析方法研究[D]. 宾佳.中国地震局工程力学研究所 2016
[2]地铁车站地震破坏机理及密贴组合结构的地震响应研究[D]. 张波.北京工业大学 2012
[3]浅埋地下结构地震反应分析及设计方法研究[D]. 王文沛.北京工业大学 2012
[4]地铁地下结构抗震性能及分析方法研究[D]. 孙超.中国地震局工程力学研究所 2009
[5]软土地铁车站结构三维地震响应计算理论与方法的研究[D]. 王国波.同济大学 2007
[6]盾构隧道地震响应分析及抗减震措施研究[D]. 孔戈.同济大学 2007
[7]山岭隧道地震动力响应及减震措施研究[D]. 李育枢.同济大学 2006
[8]土—地下结构非线性动力相互作用及其大型振动台试验研究[D]. 庄海洋.南京工业大学 2006
硕士论文
[1]地震动作用下浅埋隧道结构响应数值分析与试验研究[D]. 耿铭.重庆交通大学 2014
[2]水电站地下洞室群地震反应初步分析[D]. 马艳晶.大连理工大学 2009
[3]大型地下洞室抗震分析及ANSYS二次开发[D]. 刘连民.天津大学 2006
[4]地下洞室围岩稳定及锚固分析[D]. 桂惠中.武汉大学 2005
本文编号：3562582
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