地铁地下结构抗震 庄海洋,陈国兴 著 专业科技 文轩网

序
前言
第1章地下结构抗震概述1
1.1引言1
1.2地下结构震害特征5
1.3地下结构抗震研究方法与现状8
1.3.1地下结构动力模型试验方法8
1.3.2地下结构地震反应计算方法18
1.4本书内容安排25
参考文献28
第2章地下结构邻近土体的动力学特性36
2.1引言36
2.2土体的动剪切模量与阻尼比37
2.2.1小应变动剪切模量37
2.2.2动剪切模量和阻尼比与剪应变幅的经验关系39
2.3土的动应力-应变关系特征及其物理模型44
2.3.1土的动应力-应变关系特征44
2.3.2土动力学特性的物理模型47
2.4土的常用黏弹性动力学本构模型49
2.4.1双曲线模型49
2.4.2修正Davidenkov模型52
2.4.3修正Matasovic模型58
2.4.4修正Davidenkov模型与Matasovic模型的比较59
2.5软土黏弹塑性动力学本构模型61
2.5.1黏塑性记忆型嵌套面本构模型的建立62
2.5.2黏塑性记忆型嵌套面本构模型的验证67
2.6饱和砂土液化大变形动力学本构模型69
2.6.1砂土液化大变形本构模型的建立69
2.6.2砂土液化大变形本构模型的验证73
参考文献76
第3章土与地下结构非线性动力相互作用的有限元法79
3.1引言79
3.2土与地下结构动力相互作用的基本原理79
3.3混凝土非线性动力学损伤本构模型82
3.3.1混凝土动力损伤变量的概念83
3.3.2模型屈服函数与流动法则84
3.3.3混凝土动力损伤模型参数的确定85
3.4土与地下结构的动力接触86
3.4.1接触面的动力学行为特征87
3.4.2动力接触问题的数值算法88
3.4.3动力接触效应对地下结构地震反应的影响89
3.5相互作用体系的几何非线性96
3.6计算模型地基的人工边界96
3.7地震基岩面的地震动输入102
3.7.1基岩地震动输入102
3.7.2输入地震动的选取103
3.7.3代表性的地震记录简介104
3.8非线性动力相互作用平衡方程的求解108
3.8.1基于隐式算法的动力平衡方程积分法108
3.8.2基于显式算法的动力平衡方程积分法110
3.8.3动力相互作用体系两种算法的对比111
参考文献117
第4章土-地下结构体系振动台试验方法与技术120
4.1引言120
4.2多介质耦合模型试验体系相似比设计121
4.2.1相似比量纲分析方法121
4.2.2土-地下结构相互作用体系相似比设计原则122
4.3振动台模型土箱的研制与测试123
4.3.1刚性模型土箱的研制与试验验证123
4.3.2叠置柔性土箱的研制与试验验证128
4.4模型地基和模型结构制作技术136
4.4.1模型地基制作技术136
4.4.2模型结构制作技术137
4.5模型试验动力测试技术139
4.5.1动态信号采集系统的研制139
4.5.2非接触性静、动态位移测试技术142
4.5.3光纤Bragg光栅应变测试技术153
参考文献157
第5章两层三跨框架式地铁地下车站结构抗震研究159
5.1引言159
5.2软土场地两层三跨地铁地下车站结构振动台模型试验160
5.2.1模型试验概况160
5.2.2模型试验结果与分析164
5.3软土场地两层三跨框架式地铁地下车站结构地震反应数值模拟167
5.3.1地下车站结构的地震反应特征167
5.3.2软弱层埋深对地下车站结构地震反应的影响177
5.3.3软弱层厚度对地下车站结构地震反应的影响185
5.4可液化场地两层三跨框架式地铁地下车站结构振动台模型试验192
5.4.1模型试验概况192
5.4.2模型试验结果与分析195
5.5可液化场地两层三跨框架式地下车站结构地震反应数值模拟210
5.5.1计算模型210
5.5.2车站结构周围地基的液化特性210
5.5.3液化场地车站结构的上浮行为及其影响212
5.5.4液化场地车站结构的地震反应特征213
5.6覆盖层厚度对地铁地下车站结构地震反应的影响216
5.6.1覆盖层厚度对车站结构加速度反应的影响217
5.6.2覆盖层厚度对车站结构侧向变形的影响219
5.6.3覆盖层厚度对车站结构应力反应的影响220
5.7侧向地连墙对地铁地下车站结构地震反应的影响221
5.7.1数值计算方法222
5.7.2地连墙对车站结构底部地震动的影响222
5.7.3地连墙对车站主体结构侧向变形的影响224
5.7.4地连墙对车站结构顶底接触面摩擦剪力的影响225
5.7.5地连墙对车站结构地震破坏模式的影响227
5.8两层三跨框架式地铁地下车站结构抗震设计建议229
5.8.1软土场地地下车站结构抗震设计建议229
5.8.2可液化场地地下车站结构抗震设计建议230
参考文献231
第6章三层三跨框架式地铁地下车站结构的抗震研究233
6.1引言233
6.2软弱场地三层三跨框架式车站结构振动台模型试验234
6.2.1模型试验设计234
6.2.2振动台试验结果与分析237
6.2.3模型试验与数值分析结果的对比248
6.3软土场地地下车站结构地震反应数值模拟257
6.3.1计算模型257
6.3.2车站结构的地震损伤及应力258
6.3.3车站结构的变形262
6.3.4车站结构加速度反应264
6.4可液化场地地下车站结构地震反应模型试验266
6.4.1模型试验设计266
6.4.2非破坏性振动台试验的结果与分析270
6.4.3破坏性振动台试验的结果与分析298
6.4.4模型试验与数值模拟的结果对比305
6.5不同场地条件下模型试验结果的对比320
6.5.1地基加速度反应的对比320
6.5.2地下车站结构侧向变形的对比322
6.5.3地表震陷特征322
6.6三层三跨框架式地下车站结构抗震设计建议323
6.6.1软土场地地下车站结构抗震设计建议323
6.6.2可液化场地地下车站结构抗震设计建议324
参考文献324
第7章特殊结构形式的地铁地下车站结构抗震研究326
7.1引言326
7.2三拱立柱式地下车站结构的振动台模型试验327
7.2.1振动台模型试验设计327
7.2.2振动台模型试验结果与分析332
7.3三拱立柱式地下车站结构地震反应的数值模拟354
7.3.1计算模型354
7.3.2车站结构的地震损伤及应力356
7.3.3车站结构的水平向加速度反应358
7.3.4车站结构的水平向相对位移反应359
7.4上下层不等跨框架式地下车站地震反应的数值模拟363
7.4.1计算模型363
7.4.2车站结构的侧向位移反应365
7.4.3车站结构的应力反应367
7.4.4车站结构的地震损伤过程369
7.4.5车站结构侧墙的动土压力作用372
7.5含中柱支撑夹层板框架式地下车站结构地震反应的数值模拟373
7.5.1计算模型373
7.5.2车站结构的侧向变形374
7.5.3车站结构的应力反应375
7.5.4车站结构的加速度反应378
7.5.5车站结构的损伤过程379
7.6特殊结构形式地铁地下车站结构抗震设计建议380
7.6.1三拱立柱式地下车站结构抗震设计建议380
7.6.2上下不等跨数地下车站结构地震反应规律与抗震设计建议380
7.6.3含中柱支撑夹层板地下车站结构抗震设计建议381
参考文献382
第8章地铁区间隧道地震反应的数值模拟384
8.1引言384
8.2双线水平平行地铁区间隧道的抗震分析385
8.2.1计算模型385
8.2.2区间隧道水平向位移和加速度反应389
8.2.3区间隧道的内力反应394
8.3双层竖向重叠隧道的抗震分析406
8.3.1计算模型406
8.3.2隧道结构的变形407
8.3.3隧道的应力反应410
8.3.4隧道结构的水平向加速度411
8.4交叉隧道的抗震分析413
8.4.1计算模型413
8.4.2交叉地铁隧道的相对水平位移反应414
8.4.3交叉地铁隧道交叉段的应力反应417
8.4.4交叉地铁隧道交叉段的水平向加速度反应422
8.5区间隧道抗震设计建议423
8.5.1水平双线平行隧道抗震设计建议423
8.5.2双层竖向重叠隧道抗震设计建议424
8.5.3交叉隧道抗震设计建议425
参考文献425
第9章地铁地下结构抗震设计的简化分析方法427
9.1引言427
9.2地震系数法427
9.2.1地震系数法原理427
9.2.2地震土压力计算方法428
9.3自由场变形法430
9.3.1自由场变形法原理430
9.3.2自由场变形的确定方法431
9.3.3计算实例434
9.4土-结构相互作用系数法435
9.4.1土-结构相互作用系数法基本原理435
9.4.2环形隧道的横向变形和内力435
9.4.3环形隧道的横向变形与内力437
9.4.4矩形隧道的横向变形和内力440
9.4.5计算实例445
9.5反应位移法452
9.5.1反应位移法原理452
9.5.2隧道和地下车站横向地震反应的反应位移法453
9.5.3隧道纵向地震反应的反应位移法456
9.5.4基于PROSHAKE和ABAQUS软件的反应位移法457
9.5.5反应位移法中自由场地侧向位移反应特征458
9.5.6计算实例464
9.6反应加速度法467
9.6.1反应加速度法原理467
9.6.2基于PROSHAKE和ABAQUS软件的反应加速度法467
9.7Pushover法468
9.7.1水平荷载分布形式469
9.7.2目标位移的确定469
9.7.3地下结构Pushover法计算步骤470
9.7.4计算实例470
9.8集中质量法476
9.8.1自有场地震分析的集中质量计算模型476
9.8.2地下结构地震反应的集中质量计算模型476
9.8.3运动方程477
9.8.4地震反应简化分析方法艾迪参数确定480
9.8.5计算实例483
9.9不同抗震设计简化分析方法比较488
参考文献494