深竖井工程施工阶段抗震性能分析

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对土一结构体系来说 ， 因为结构与周 围的土 之间会产生 相互作 用， 因此 ， 单独分析 结构 是不够的。在地震作 用下 ， 动 荷载首先是作 用在该 结构 周围的土上的 ， 因此要 获得 比较满 意 的结 果 ， 就必须对土加 以模拟 。 文基 于有 限元分析 软件 ， 本 采 用如 下基本假 定［ ： ２ ３ （ ）土介质符合平面应变假定 ； １
１ 工程背景
某水 电站左岸 出线 １、 ２ 竖井工程 ， 内径均 为 ｉ 。本 ０ｍ
工程在 出线竖井 覆盖段施 工完毕后 ， 需向下施 工 ， 仍 虽然在 基岩段 围护结构施 工期间 ， 可认为覆盖段竖 井受土体 开挖卸 载作 用的 变形趋 于稳 定 ，但 若遇到突发的地震动荷载作 用 ， 覆盖段竖 井结构 的安全 性能关系到基岩段施工的正常进行 ，
第３ 第１ ３卷 ０期
Ｖ０ ＿ ３ ｌ３ Ｎｏ １ ．０
建
筑
施
工
Ｂ ＩＤ Ｎ Ｏ Ｓ Ｒ Ｔｏ Ｕ Ｌ Ｉ Ｇ Ｃ Ｎ Ｔ ＵＣ Ｉ Ｎ
深 竖井工程施 工阶段抗震性 能分析
Ａ ｎａ ｙ ｉ ｆ Ｅａ ｔ ｌ ｓ ｓ ｏ ｒ ｈｑｕａ ｅ ｉ ｔ ｎｔＰｅ ｆ ｒ ａ ｅ ｆ ｒ ｋｅ Ｒ ｓ ｓ ａ ｒ ｏ ｍ ｎｃ ｏ Ｄ ｅ ｐ ｈａ ｔＥｎｇ ｎｅ ｒ ｎｇ ｅ Ｓ ｆ ｉ ｅｉ
（ ）当模 型土体 在与 竖井轴线 垂直 的两个 方向 内所 取 ６ 尺寸超过两倍竖 井深 度 ，可认 为地 震波在该面上 的反 射、 折 射等不再对结构产 生显著影响嘲； （ ）因基岩在地震响应分析 中一般 作为 固定端 ， 以只 ７ 所 需建 立覆盖 段竖井结构的模型 即可。 综 上所述 ， 结合 工程背景 ， 我们 利用通 用有限元 软件建 立模 型后 ， 对其进 行振动模 态分析 ， 到模 型在线 弹性分析 得 下的前 ３ 阵型 的 自振周期 ， 个 见表 ２ 由于竖 井第一周期为 。 方 向的平动 ， 因此 ， 时程分析 中 Ｘ方 向的水平地 震波对 竖 在 井结构 的破坏 最大。
３ 时程分析相关参数的选取闽
【 收稿 日 】 ０ １０ — ３ 期 ２ １－ ９ １
郭 志鑫 、 申青峰 、 伟 ： 徐 深竖 井工程施 工阶段抗震性 能分析
表 ２ 竖井 一 土结构 自振周期表
周 期
编 号
第１ ０期
井底 端的地层特性转换处 ， 会存在较大 的层 间剪切 力。 由此 ， 我们 还应该对该平面上的竖井剪切应力进行分析。
甚至施 工人 员的安危 ， 因此 ， 必要对该 阶段的覆盖 段竖井 有
进行抗震分析 。
具体分析 方法为 ： 竖井井壁现 场分段 浇注 ， 留设结 构缝 ， 混凝 土标 号为 Ｃ ５ 根据 钻孔取 样检测 ， ３； 左岸竖 井覆 盖层 由
下至上 ， 从老 到新依次 为古滑坡堆积 体 、 冰川冰 水堆积体 和
【 关键词 】竖井 地震响应 多遇 地震 罕遏地 震 三维数值模 拟 【 中图分类号 】Ｕ ５ Ｔ ７３ ／ 文献标识码 Ｂ 【 文章编号 】 ０４ １ １２ ｌ）００４— ３ １０— ０ （０ １１—９６０ ０
某水 电站位于 地震断裂带 ， 由于施工 周期长 ， 施工 中围
表 １ 土层参数 表
仕 （） 土质各向 均匀同 Ｉ 土层分界面满足位移协调的条 １， 生
（ 不考虑行波效应 ； ３）
（ 采 用总 应力分析 方法 ， ４） 不考 虑孔隙水压变化和 砂 － － Ｉ
地震液化的影响 ， 不考虑地震引起的地基沉降和失稳 ；
（ ） 有 材 料 本 构 关 系为 线 弹性 ； ５ 所
于地面下构筑物 的抗震则研究的较少。 一方面是 因为地下结 构与土体直接 接触 ， 地震作 用下产 生的变形 受力没有地上建 筑物那 么直观 ： 另一方面是 因为地 下结 构与土体 的接触使得 两者相 互作 用 ， 关系复杂 ， 模型较难处理［ １ ３ 。 本 文就该 水 电站双 竖井某一施 工阶段进 行有 限元数值 模 拟 ，分析 其在 多遇 地震和 罕遇地震 下所产生 的位 移和 应 力， 并对该竖井 的抗 震性 能进行评定。
洪积 堆积体 ； 土层简化 为 ３层 ， 模型 参数见表 １ 土层编号从 ，
上 到下依 次为第一土层、 第二土层、 第三土层 。
２ 假 设 与模 型 建 立
【 作者 简介 】 郭志 鑫（９８ ）男， 士研 究生。上 海市 四平路 １８一 ， 硕
１ ３ 土 木 楼 （０ ０ ２ 。 ２ ９号 ２０ ９ ）
口 郭志鑫 申青 峰 徐伟
（ 同济大学建 筑工程系 上海 ２ ０ ９ ） ０ ０ ２
【 要 】 于地震 断裂 带的深 竖井工程 ，出于施工期安全的考虑 ，需要对其抗震性 能进 行分析 ，但土与地 下结构相互作 用 摘 位
的机理 比较 复杂。 由此结合某水 电站竖 井工程 为例 ，通过采 用有限元软件对其 在多遇地震和 罕遇 地震作 用下 的结构响应进行 三 维数值模拟 ，为施 工期 内竖井的抗震分析提供 了一 定的参 考数据。
４１ 多 遇 地 震 下 竖 井 动 态 响 应 ．
∞
自振 特 征
周期 ／ ｓ 平 扭描 述
一 ｖ 鲁 ．９８ ０
０６ ６ ．８９ ４
平动 （ ｘ向 ）
平 动 为 主
地 层 名 厚 度 ／ ｍ 密 度 （ ｇｍ一） 压 缩 模 量 ／ Ｐ ｋ・ Ｍ ａ 第一 土层
第二 土层
篱 ＝ ４ 扉 ＿ －
护结构又兼作永久结构 的一 部分 ， 有必要对 其左 岸出线深竖 井在施工过程 中的抗震性 能进行评估 ， 以保证其施 工阶段 的 安全。现阶段 的抗震分析 主要集中于地面 以上建筑结构 ， 对