【博士】軟土地鐵建筑結構抗震設計計算理論的研究【2005】

內容簡介

　　學科專業(yè)：結構工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：同濟大學土木工程學院　　學位年度： 2005年　　阪神地震以來，人們對地下結構的抗震問題加強了研究。上海市區(qū)的軟土地層厚達250--300m，發(fā)生地震時易于由此加大危害，因此極有必要對地鐵建筑結構的抗震設計展開分析理論和設計方法的研究。本文依托于上海市地鐵建筑結構抗震設計指南的制訂，以上海深厚軟土地層及埋置其中的地鐵建筑結構為研究對象，對典型飽和軟土的動力特性進行了研究，確定了地鐵建筑結構地震動響應時程分析的基本方程和求解方法，同時闡述了可用于工程設計計算的地鐵建筑結構抗震簡化計算方法，并運用平面彈性復變理論建立了淺埋圓形隧道襯砌結構地震動響應分析的擬靜力解析算法?！　”疚牡闹饕ぷ骷皠?chuàng)新成果有：　　(1)以Biot動力固結理論為基礎，通過考慮土與結構動力相互作用，確定了軟土地基中地鐵建筑結構地震動響應時程分析的計算原理和求解方法?；诟怕式y(tǒng)計規(guī)律和損傷理論，提出了土-結構相互作用接觸面統(tǒng)計損傷本構模型，給出了損傷演化的計算方法，該模型可考慮接觸面強度硬化和軟化性狀?！　?2)系統(tǒng)地論述了上海地區(qū)地鐵建筑結構典型斷面形式抗震計算的簡化方法，提出了等代地震荷載確定的基本原則、分布規(guī)律以及確定方法，同時通過大量對比計算，給出了可用于工程實際的結構內力調整系數?！　?3)通過土的動力試驗，對動荷載作用下典型飽和軟土的動力特性進行研究，確定了其變形規(guī)律和動力本構模型。試驗結果表明，上海地區(qū)典型軟土符合應變軟化規(guī)律，其動應力應變關系可用Davidenkov模型描述。通過對模型參數和軟土的靜力參數進行統(tǒng)計分析，指出二者具有相關性，得到了相關關系式，使能簡便地確定動力本構模型參數?！　?4)運用平面彈性復變理論，對平面應變情況地震作用下(本文考慮面內拉壓波與剪切波)的圓形隧道襯砌內力進行研究，通過考慮土一結構相互作用，建立了半空間情況下圓形隧道襯砌結構地震動響應計算的解析方法。針對垂直入射的拉壓波和剪切波，將其等效為靜力問題，通過考慮土一結構相互作用時須滿足的孔邊力與位移協調條件，建立平衡方程求解結構的內力和變形?！　∽詈?，對進一步研究的工作進行了展望?！　?

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