微倾斜可液化场地中地铁地下结构地震反应的振动台模型试验研究

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可液化土-高层结构地震相互作用振动台试验

验，验采用柔性容器以减小边界影响，用饱和砂土作为试采
Hale Waihona Puke 模型土．中再现了液化场地土中高层结构的震害现象．试验
得出的主要规律有：相互作用体系的振型曲线与刚性地基上结构的振型曲线明显不同；随着振动次数的增加，系的频体率降低，阻尼比增大；砂土对地震动可起滤波和隔震作用；当
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文章编号：２３３４２１）４０６．８０５ —７Ｘ（０００．４７０

地铁车站地震响应离心机模型试验研究的开题报告

地铁车站地震响应离心机模型试验研究的开题报告一、选题背景地震是一种自然灾害，具有瞬间释放巨大能量的特点，容易造成人员伤亡和财产损失。

在地震预警系统尚未完善的情况下，地震发生后的应急处理措施至关重要。

地铁作为一个重要的交通工具，地铁车站的地震响应问题引起了人们的关注。

车站的离心机作为车站的核心设备之一，对车站的正常运行具有关键作用。

因此，研究离心机在地震作用下的响应特性，并制定相应的应急处理措施，对于提高地铁车站的抗震能力以及避免人员伤亡和经济损失具有重要意义。

二、研究目的与意义本研究的目的是通过模型试验的方法，研究离心机在不同地震条件下的响应特性，并对其进行分析和评价。

具体研究如下：1. 建立离心机地震响应模型，对不同地震条件下离心机的响应特性进行模拟试验；2. 分析离心机的振动特征和能量传递机理，探讨其在地震作用下的响应特性和破坏机理；3. 评价离心机结构对地震的抵抗能力，并提出对应的应急处理措施和加强措施。

通过本研究，可以为地铁车站在地震发生后的应急处理提供科学的依据。

同时，可以为离心机结构的抗震设计和改进提供参考，并对相关的防震设备进行优化。

三、研究方法本研究采取以下方法：1. 根据实际情况建立地铁离心机地震响应的数学模型，并采用有限元方法进行仿真分析；2. 按照国家标准对离心机地震响应模型进行试验验证，分析试验数据，分析研究离心机的动力响应特性；3. 铺设地震动力学分析传感器，记录离心机在地震作用下的运动状态，分析离心机的振动响应特性。

四、预期结果通过对离心机地震响应模型试验的研究，我们预计能够得到以下结果：1. 建立符合实际情况的离心机地震响应模型，并进行严密的有限元分析和优化设计；2. 分析离心机在地震作用下的运动状态，得出其振动特性和运动轨迹；3. 对离心机的抗震性能进行评价，提出可行的应急处理措施和改进建议；4. 在总结试验数据的过程中，可以为离心机结构的抗震设计和改进提供实用的建议和经验。

无柱大跨地铁车站模型结构模拟地震振动台试验与数值模拟分析

无柱大跨地铁车站模型结构模拟地震振动台试验与数值模拟分析无柱大跨地铁车站模型结构模拟地震振动台试验与数值模拟分析随着城市化进程的不断加快和人们对于交通出行的便捷需求的不断提高，地铁系统成为大多数现代城市的重要交通方式之一。

地铁车站是地铁系统的核心组成部分之一，其结构的稳定性与安全性直接关系到广大市民的生命财产安全。

由于地铁车站所处的地理位置，其地下位置常常会受到各种自然灾害的威胁，其中地震是最为常见和严重的灾害之一。

因此，研究地铁车站结构在地震作用下的响应，对于确保地铁系统的运行安全至关重要。

本文通过无柱大跨地铁车站模型的结构模拟地震振动台试验与数值模拟分析相结合的方法，对地铁车站在地震作用下的结构响应进行了研究分析。

首先，我们通过地震振动台试验的方式对无柱大跨地铁车站的结构进行了模拟。

地震振动台试验是一种通过模拟地震环境下的振动来研究建筑结构的反应的方法。

我们在试验中选择了具有代表性的地震动作用作为激励，对无柱大跨地铁车站模型进行了地震振动台试验。

试验结果表明，在地震作用下，无柱大跨地铁车站的结构会发生明显的动态变形，但整体结构仍能保持较好的稳定性和完整性。

接下来，我们利用数值模拟的方法对试验结果进行了验证和分析。

数值模拟可以通过建立地铁车站结构的有限元模型，模拟各种地震动作用条件下的结构响应。

我们选择了有限元软件进行数值模拟，并根据试验结果对模型进行参数校正。

通过数值模拟，我们得到了地铁车站结构在不同地震动作用下的响应曲线和变形分布图。

分析结果显示，无柱大跨地铁车站在地震作用下的主要受力部位集中在柱-梁节点和地基接触面，结构的变形主要表现为柱身的弯曲变形和梁的扭转变形。

最后，我们对试验结果和数值模拟结果进行对比分析，发现两者的趋势和结果基本吻合。

试验和数值模拟均表明，在地震作用下，无柱大跨地铁车站结构具有一定的抗震能力，但也存在一定的脆弱性。

因此，在地铁车站设计和施工过程中，需要充分考虑地震作用下的结构响应特性，合理设计和布置结构，以确保地铁系统的安全性和稳定性。

地铁地下车站结构的地震反应特性振动台试验研究

地铁地下车站结构的地震反应特性振动台试验研究作者：李浩彬扶晓康来源：《科学与财富》2017年第12期摘要：随着城市建设的不断发展，城市规模日益扩大，地面空间和交通问题是影响城市发展的一个重要因素，建立地下交通体系已成为解决城市空间问题的一个十分有效的途径。

近年来的地震灾害现象表明，地下结构在强地震作用下可能会出现严重的震害及次生灾害，城市大型地下工程的抗震安全性已成为倍受关注的社会问题之一。

为此，本文主要对地铁地下车站结构的地震反应特性振动台试验进行了分析与探讨。

关键词：地铁地下车站结构；地震反应特性；振动台试验一、土-结构相互作用的地铁地下车站结构模型将地基土-地铁地下车站结构体系作为二维平面问题来分析，采用等效刚度法将圆形中柱等效成厚度为0.8m的连续墙.三层三跨地铁车站结构宽度为21.1 m，高度为17.4 m，结构上覆土层厚度为3.6 m.地基的计算宽度为200 m ，基岩面为地震波输入边界，地基土的边界采用黏弹性人工边界，土体网格的大小从边界到结构逐步加密，划分体系的有限元网格。

混凝土的动力本构模型采用动塑性损伤模型，选取有代表性的场地作为研究车站结构地震反应特性的场地条件，土的动力本构模型采用基于Davidenkov 骨架曲线的动力黏弹性模型。

以近断层地震动Northridge 波、Chichi波和中远场地震动Taft 波作为整个体系的水平向输入地震动，在计算时将地震动的峰值加速度分别调整为0.1g 和0.2g.1、加速度时程分析随埋深的增加，土体内各点的峰值加速度越来越小，峰值加速度减小的幅度越来越大；随着埋深的增加，频率的振幅与加速度峰值变化趋势相似。

侧墙各点的正负极值出现的时刻相同，这说明各点会一起运动：频率的振幅也有与加速度相同的规律。

中柱的加速度变化规律与侧墙的相似。

土体中加速度峰值要比结构上的加速度峰值大：随着埋深的增加，两者的差值也逐渐变大；频率的振幅也有相同的规律。

这说明结构与土存在相互作用，即土会对结构产生很大的推力。

可液化倾斜场地中桩基动力响应振动台试验研究

第４２卷㊀第３期２０２０年５月地㊀震㊀工㊀程㊀学㊀报C H I N A E A R T H Q U A K EE N G I N E E R I N GJ O U R N A LV o l ．４２㊀N o ．３M a y,２０２０㊀㊀收稿日期:２０１９Ｇ０４Ｇ０１㊀㊀基金项目:国家自然科学基金(５１５０８２３６);江苏省自然科学基金(B K ２０１５０５１９);中国博士后基金(２０１５M ５８０３９７);江苏大学高级人才科研启动基金(１５J D G １７２);江苏省普通高校研究生科研创新计划项目(K Y C X １８_２２６０)㊀㊀第一作者简介:周恩全(１９８６－),男,博士,讲师,主要从事土动力学方面的工作.E Ｇm a i l :e n qu a n １９８６＠１２６．c o m .周恩全,伊思航,文艳,等．可液化倾斜场地中桩基动力响应振动台试验研究[J ]．地震工程学报,２０２０,４２(３):７３２Ｇ７４１．d o i :１０．３９６９/j．i s s n ．１０００－０８４４．２０２０．０３．７３２Z HO U E n q u a n ,Y I S i h a n g ,W E N Y a n ,e t a l ．S h a k i n g T a b l eT e s t o nt h eD y n a m i cR e s p o n s eo f aP i l eF o u n d a t i o n i na nI n c l i n e d L i q u e f i a b l eS i t e [J ]．C h i n aE a r t h q u a k eE n g i n e e r i n g J o u r n a l ,２０２０,４２(３):７３２Ｇ７４１．d o i :１０．３９６９/j．i s s n ．１０００－０８４４．２０２０．０３．７３２可液化倾斜场地中桩基动力响应振动台试验研究周恩全,伊思航,文㊀艳,陆建飞(江苏大学土木工程与力学学院,江苏镇江２１２０１３)摘要:为研究倾斜场地中桩基的动力响应,以２０１１年新西兰地震中受损的D a l l i n gt o n 桥为原型,设计并完成可液化倾斜场地桥梁桩Ｇ土相互作用的振动台模型试验.试验再现了喷砂㊁冒水㊁地裂缝㊁场地流滑等宏观现象.试验结果表明,土层足够的液化势及惯性是造成倾斜场地侧向流滑的必要条件;浅层土相比深层土更易液化,液化层中的加速度由下至上呈现逐渐衰减的趋势,而未液化砂土层却表现为逐渐增大的特征;深部测点的桩侧土压力明显大于浅部测点,且土体的液化会弱化土对结构的压力;结构应变最大值位于上部桥台,而结构弯矩在桩身中部及土层分界面附近出现两个较大值,桩端嵌固及倾斜场地流滑是造成出现两个弯矩较大值的主要原因.关键词:液化;倾斜场地;桩;振动台试验中图分类号:T U ４３５㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:１０００－０８４４(２０２０)０３－０７３２－１０D O I :１０．３９６９/j．i s s n ．１０００－０８４４．２０２０．０３．７３２S h a k i n g T a b l eT e s t o n t h eD y n a m i cR e s po n s e o f aP i l e F o u n d a t i o n i na n I n c l i n e dL i qu e f i a b l e S i t e Z HO U E n q u a n ,Y I S i h a n g,W E N Y a n ,L UJ i a n f e i (F a c u l t y o f C i v i lE n g i n e e r i n g a n d M e c h a n i c s ,J i a n g s uU n i v e r s i t y ,Z h e n j i a n g ２１２０１３,J i a n gs u ,C h i n a )A b s t r a c t :T o s t u d y t h e d y n a m i c r e s p o n s e o f p i l e f o u n d a t i o n s i n i n c l i n e d l i qu e f i a b l e s i t e s ,a s e r i e s o f s h a k i n g t a b l em o d e l t e s t s o n t h e i n t e r a c t i o no f b r i d g e p i l e Ｇs o i l i ns l o p i n g l i q u e f i a b l e s i t e sw e r e c a r r i e do u t ,b a s e d o n t h eD a l l i n g t o nB r i d g e d a m a g e i n t h eN e wZ e a l a n d e a r t h q u a k e o f ２０１１．M a c Ｇr o s c o p i c p h e n o m e n a s u c ha s s o i l l i q u e f a c t i o n ,g r o u n d c r a c k s ,a n d s o i l f l o w w e r e r e p r o d u c e d ．R e Ｇs u l t s i n d i c a t e d t h a t t h e l i q u e f a c t i o n p o t e n t i a l a n d i n e r t i a o f t h e s o i l l a y e rw e r e n e c e s s a r y co n d i t i o n s f o r l a t e r a l s p r e a d i n g i n t h e s l o p i n g s i t e ．S h a l l o ws o i lw a s e a s i e r t o l i q u e f y t h a n t h e d e e p so i l ,a n d t h e a c c e l e r a t i o n i n t h e l i q u e f a c t i o n l a y e r g r a d u a l l y d e c r e a s e d f r o mb o t t o mt o t o p ,w h i l e t h a t i n t h e n o n Ｇl i q u e f a c t i o nl a y e rs h o w e da no p po s i t ec h a r a c t e r i s t i c ．L a t e r a l e a r t h p r e s s u r ea r o u n d p i l e s i n d e e p s o i l i s c l e a r l yg r e a t e r t h a n t h a t i n s h a l l o ws o i l ,a n d s o i l l i qu e f a c t i o nc a nw e a k e ne a r t h p r e s Ｇs u r e o n t h e p i l e s t r u c t u r e ．M a x i m u ms t r u c t u r a l s t r a i nw a s l o c a t e d a t t h e u p p e r b r i d g e a b u t m e n t ,w h i l e t w o l a r g e v a l u e s o f b e n d i n g m o m e n t a p p e a r e d i n t h em i d d l e o f p i l e a n d t h e s o i l l a ye r i n t e r Ｇf a c e．T h em a i n r e a s o n s f o r t h e t w o l a rg eb e n d i n g m o m e n t sw e r e th e pi l e e n d e m b e d d i n g a n ds o i l f l o wa t t h e i n c l i n e d s i t e．K e y w o r d s:l i q u e f a c t i o n;s l o p i n g s i t e;p i l e;s h a k i n g t a b l e t e s t０㊀引言倾斜可液化场地中桥梁桩基在地震过程中不仅受到结构的惯性作用,同时还承受液化土体流滑对桩基产生的侧向推力,因此相比非液化场地,液化场地中的桥梁桩基震损更显著.大量震害调查显示液化土体的侧向流滑是引发桥梁桩基破坏的主要原因之一[１Ｇ２],如１９７６年唐山地震中倒塌的桥梁超过５０％是由于砂土地基失效引起的[３];２００８年汶川地震中１０余座桥梁由于砂土液化引发不同程度的震害[４];２０１０年智利地震中缓倾岸堤液化侧向大变形造成桥梁桩基的倾斜及桥梁的破坏[５];２０１０２０１１年间新西兰C h r i s t c h u r c h系列强震造成的岸堤液化侧向流滑引发A v o n河上７座桥梁不同程度的破坏[６Ｇ７].振动台试验是研究液化场地桥梁桩基动力响应和破坏机理的有效手段之一[２],国内外学者利用振动台开展了大量研究,并取得有益的研究成果.C u b r i n o v s k i开展了液化场地桩基反应的振动台试验,分析了土体流滑对桩基动力反应的影响[８].D u n g c a JR利用振动台拖管试验研究了桩侧土体变形及桩基侧向承载能力[９].H eL利用振动台试验研究了液化流滑场地中单桩的动力响应[１０].H aＧe r i利用振动台模型试验研究了液化土体侧向流滑对群桩动力反应的影响,并分析了群桩效应[１１].凌贤长等[１２Ｇ１３]和唐亮等[１４Ｇ１７]开展了一系列振动台试验,研究了液化流滑场地中单桩㊁群桩的动力反应.王志华等[１８]和张鑫磊等[１９]研究了场地流滑作用下单桩㊁群桩的动力响应.当前关于场地环境对液化发展机理的研究处于发展阶段,对动力条件下桩土相互作用的机理尚有分歧,为了研究倾斜饱和砂土场地的桩土动力相互作用,进一步揭示土体液化流滑及桩基失效机理,本文以２０１０２０１１年新西兰C h r i s t c h u r c h系列震中遭受破坏的D a l l i n g t o n桥为原型,设计了可液化倾斜场地桥梁桩基振动台模型试验.通过研究振动过程中场地的孔压㊁加速度以及桩身土压力㊁应变㊁弯矩等响应特征,探讨了可液化倾斜场地桥梁桩土相互作用反应规律.１㊀D a l l i n g t o n桥震害２０１０２０１１年新西兰C h r i s t c h u r c h系列地震造成D a l l i n g t o n桥出现一定程度的破坏.该桥建于１９５４年,桥长２６．８m,桥宽１１．８m,三跨整体式钢筋混凝土结构,每跨分别长８．２m㊁１０．４m㊁８．２m.该桥南北向横跨A v o n河,其侧立面图如图１所示[７].图１㊀D a l l i n g t o n桥侧立面图F i g．１㊀S i d e e l e v a t i o nv i e wo f t h eD a l l i n g t o nb r i d g e D a l l i n g t o n桥的破坏显著受到岸堤液化流滑的影响.如图２,桥北侧液化现象严重,液化土体侧向位移累计达到０．６~１m,而桥南侧土体的液化变形几乎可以忽略.D a l l i n g t o n桥的破坏,包括引桥的沉降㊁翼墙的旋转偏移㊁柱墩的横向裂缝等也都集中在桥北一侧,南侧桥台㊁桥墩㊁翼墙均无明显震害.图３(a)为北边桥台的东侧壁面出现４００mm宽垂直裂缝,图３(b)墩柱处的横向裂缝.图２㊀D a l l i n g t o n大桥岸堤横向位移断面的位置和实测位移F i g．２㊀L o c a t i o no ft r a n s v e r s ed i s p l a c e m e n ts e c t i o na n dm e a s u r e d d i s p l a c e m e n t s a tt h e e m b a n k m e n to fD a l l i n g t o nb r i d g e本文选取北侧一跨为研究对象,土层分布和桥梁尺寸见图４.地基土的构成为:２．５m以上主要是３３７第４２卷第３期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀周恩全,等:可液化倾斜场地中桩基动力响应振动台试验研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图３㊀D a l l i n gt o n 桥北侧桥台震害现象F i g ．３㊀E a r t h q u a k e d a m a g e p h e n o m e n o n i n t h en o r t h c a b u t m e n t o fD a l l i n g t o nb r i d ge 图４㊀D a l l i n gt o n 上部结构㊁桥台㊁桩基㊁土层尺寸细节图F i g ．４㊀D i m e n s i o n s d e t a i l s o f s u p e r s t r u c t u r e ,a b u t m e n t ,pi l e f o u n d a t i o n ,a n d s o i l s o fD a l l i n g t o nb r i d ge 细棕砂㊁灰褐色淤泥伴有泥炭,２．５m 以下至１５m 为砂土层.静力初探和标贯数据显示,２．５~９m 深度范围内的颗粒组成最为松散,视作液化层.２㊀试验概况２．１㊀试验设备试验采用的小型振动台系统最大加速度为ʃ０．５g ,最大倾覆力矩３k N m ,台面最大输出力为６．０k N ,工作频率为０．０１~２０H z,台面尺寸８０c mˑ８０c m ,土箱尺寸８０．５c m ˑ５８．５c m ˑ５１c m ,内部尺寸７６．５c mˑ５４．５c mˑ４９c m .２．２㊀桥梁桩模型的设计与制作依据B o c k i n g h a m π原理进行相似比设计,依据等截面原则将群桩桩基等效为竖直单桩,然后考虑桥梁原型尺寸及振动台土箱尺寸,对结构和地基土进行几何尺寸㊁弹性模量㊁质量等物理量的相似比设计.如表１和图５所示,为模型结构的尺寸设计.表１㊀模型尺寸T a b l e １㊀M o d e l b r i d g e s i z e d e s i gn 结构尺寸设计尺寸(长ˑ宽ˑ高)桥面原型/m８．２ˑ１２．８ˑ０．３８模型/c m ５５ˑ１３ˑ１．５桥台原型/m ０．３６ˑ１１．８ˑ１．８２模型/c m ２．４ˑ１２ˑ６承台原型/m ０．５１ˑ１２．８ˑ１．５８模型/c m ３．４ˑ１３ˑ５桩原型/m ０．３５５ˑ１１．８ˑ１０．４模型/c m２．４ˑ１２ˑ３５图５㊀模型设计(单位:c m )F i g ．５㊀M o d e l b r i d g e s i z e d e s i gn (U n i t :c m )４３７㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀地㊀震㊀工㊀程㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０２０年采用的微粒混凝土材料设计配合比满足水ʒ水泥ʒ砂＝０．６ʒ１ʒ０．８６,模型制作过程如图６所示.计算得出的上部桥面配重值为２５k g.考虑材料的承受能力和动力荷载下结构的整体受力性能,故采用不完全配重法,取实际配重结果的２０％,即在桥面均匀布置总质量为５k g 的配重.图６㊀模型结构制作过程F i g ．６㊀T h em a n u f a c t u r i n gp r o c e s s o fm o d e l b r i d ge s t r u c t u r e ２．３㊀模型地基土的制备试验采用福建标准砂,级配曲线如图７所示,不均匀系数C u ＝５．５㊁曲率系数C c ＝０．４４㊁特征粒径d ５０＝０．６１mm ;颗粒密度G s ＝２．６８g /c m ３,最大孔隙比e m a x ＝０．６７,最小孔隙比e m i n ＝０．４５.地基模型制作完成后,通过常规试验获得饱和砂土的密度为１．９g /c m ３.图７㊀标准砂颗粒级配曲线F i g．７㊀P a r t i c l e Ｇs i z e d i s t r i b u t i o no f t h e s t a n d a r d s a n d ㊀㊀模型地基土共分三层:底层为厚度５c m 的黏土,模拟真实场地中的非液化土层;中部为厚度３０c m 饱和标准砂层,模拟场地中的液化土层;顶层为厚度２c m 的黏土层,模拟场地中的上覆土层.具体的制备过程如下:(１)底层为５c m 厚的黏土层.将适量干黏土均匀倒入土箱中,加入少量水后将其摊平夯实,控制高度达到５c m ,并用水平尺测量确保水平时即完成了该土层的制备,成型的黏土层在后续试验中可重复使用.(２)采用砂雨法制备饱和砂土层,向模型土箱内注水,使水位高出黏土层约１０c m ,然后将标准砂均匀撒入水中,始终保证水面高于土层表面,使其充分饱和.(３)砂土层分层制备,每１０c m 为一层,每装完一层土将其表面扫平,继续下一层的装样.(４)砂土加到预定高度后,在表面铺一层２c m厚黏土层,在液化试验中黏土层可作为振动过程中液化土层的不透水覆盖层,铺设黏土层可以减缓超孔隙水压力的消散,得到更稳定的液化状态,便于试验的进行.(５)制备模型土过程中,根据传感器预先设定的位置进行孔隙水压力传感器与加速度传感器的埋置工作.装样结束后固结２４个小时进行试验.图８为制备完成的模型.２．４㊀传感器布置及试验工况试验主要研究倾斜液化场地的动力响应及其对桥梁桩基的动力反应的影响,因此主要采用了分别设置了加速度计㊁孔压计㊁土压力计以及应变片等传感器,具体布置如图９所示.试验采用正弦波作为输入波,具体的加载工况列于表２.３㊀试验结果分析３．１㊀试验宏观现象试验结束后对场地表面进行了宏观现象的调查,结果表明:当加速度为０．１g 时,有少量的水冒出土层表面,但地基土无明显流滑现象.当加速度为０．２g 时,倾斜地基土在正弦激励下发生了显著的破坏现象,主要表现为:地基土出现典型的喷砂冒水现５３７第４２卷第３期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀周恩全,等:可液化倾斜场地中桩基动力响应振动台试验研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图８㊀制备完成模型F i g ．８㊀P r e pa r e dm o d el 图９㊀振动台传感器布置F i g ．９㊀L a y o u t o f s e n s o r s o n t h e s h a k i n g ta b l e 象,且下游喷砂冒水现象相比上游更加明显,并在下游形成了局部积水;桩周土体出现明显裂缝;场地出现局部流滑现象,且主要集中场地下游,这是因为下游更加显著的喷砂冒水一定程度上加剧了地基土的失效流滑(图１０).３．２㊀地基土超孔压图１１给出了各试验工况的孔压比发展曲线.孔压比定义为动载作用下的地基土超孔隙水压力(k P a )与上覆有效应力(k P a)的比值,量纲为１.从中可以发现如下规律:(１)浅层孔压比明显高于深层孔压比,下游土层孔压比大于上游土层孔压比,这表明上覆有效应力越小,土层更容易液化,这一结论与作者前期研究[２０]及其他学者研究结果一致[２１].这表２㊀试验加载工况T a b l e ２㊀L o a d i n g ca s e s o f t e s t 工况编号输入波形场地倾角/(ʎ)加载频率/H z加速度峰值/g位移峰值/mm振动周数１１０．１２４．８４０２正弦波５１０．２４９．７４０３２０．２１２．４８０图１０㊀试验中所发生的宏观现象F i g ．１０㊀T h em a c r o s c o p i c p h e n o m e n a o c c u r r i n g i n t h e s h a k i n g ta b l e t e s t ６３７㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀地㊀震㊀工㊀程㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０２０年图１１㊀孔压比发展曲线F i g．１１㊀T i m eh i s t o r i e s o f p o r e p r e s s u r e r a t i o f o r e a c hc a s e也佐证了上文发现的下游喷砂冒水及流滑现象比上游更加明显的结论.(２)相同加速度情况下,频率越低,位移幅值越大,土层中孔压比发展愈加明显,更容易液化.(３)工况１和工况２深层地基土的孔压比(P２㊁P４)均呈现开始急剧上升达到峰值后又迅速消散的特征,而工况３深层地基土的孔压(P２㊁P４)则表现为起初逐步上升,到达峰值孔压后稳定数秒再缓慢下降的态势,说明高频振动相对于低频来说更易于孔压稳定的发展.(４)值得注意的是,工况１中P３处孔压比达到１．０,但地基土仅出现少量喷水７３７第４２卷第３期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀周恩全,等:可液化倾斜场地中桩基动力响应振动台试验研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀现象,并未发生显著的流滑,而工况３所有位置处的孔压比均小于１,表明模型土并没有发生初始液化[２２],但该工况的模型土却发生了明显的喷砂㊁冒水以及局部流滑等典型的宏观液化现象,这说明土体液化流滑的发生受到土层孔压比及土体惯性的耦合作用,当土体孔压比虽未达到１．０,但高孔压比及土体惯性仍能造成场地的流滑.３．３㊀地基土加速度反应定义加速度放大系数为地基土加速度实测峰值与台面输入地震波峰值之比.图１２给出了３个工况下地基土加速度传播规律,可以发现达到初始液化的工况１㊁工况２与未达初始液化的工况３之间有明显的差异,具体表现在:工况１和工况２土中加速度自下而上呈现衰减趋势,表明液化地基具有滤波减震作用[２３].反观未达到初始液化的工况３,自下而上加速度放大系数呈现逐渐增大的特点.图１２㊀加速度峰值随地基土深度变化曲线F i g．１２㊀T h e c u r v e o f p e a ka c c e l e r a t i o nv a r i a t i o nw i t hs o i l d e p t h３．４㊀桥梁桩基动土压力反应图１３显示了典型的桥梁桩动土压力时程曲线,图１３㊀工况２桥梁桩动土压力反应F i g．１３㊀D y n a m i c e a r t h p r e s s u r e o f b r i d g e p i l eu n d e r c a s e２桩侧土压反应具有明显的偏斜,这是因为在循环荷载作用下,斜坡的侧向滑动或侧向滑动趋势对桩产生了推动作用,从而造成了桩侧土压力反应的不对称性.图１４给出了动土压力峰值沿桩基高度的分布特征.其有以下分布规律:(１)深层土压力要明显大于浅层土压力;大部分情况下同一水平高度处,上游土压力要大于下游土压力,这是因为同一水平高度８３７㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀地㊀震㊀工㊀程㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０２０年处,上游测点的上覆土压力要大于下游测点的上覆土压力.(２)工况２浅层处,上㊁下游的土压力无明显差异,这是因为该工况地基土完全液化,弱化了深度造成的影响,同时地基土发生了一定程度的侧向滑动,补充了下游土层的高度,进一步削弱了上覆土层厚度对土压力的影响.图１４㊀动土压力反应峰值沿桩侧高度的分布特征F i g ．１４㊀D i s t r i b u t i o no f p e a kd y n a m i c e a r t h p r e s s u r e a l o n gp i l eh e i gh t ３．５㊀桥梁桩基应变及弯矩反应如图１５给出了典型工况下桩身各位置处应变反应峰值.从图中可以看出,应变最大值出现在桥台处,且至上而下逐渐减小,且上游桩基应变相比下游桩基应变要大.图１６给出了３个工况各位置处桩身弯矩反应.图１５㊀模型结构各测点的峰值应变分布F i g ．１５㊀D i s t r i b u t i o no f p e a ks t r a i na t e a c hm e a s u r i n gpo i n t o fm o d e l s t r u c t u r e 由图可知,各工况的反应规律是一致的,具体表现为:(１)上游桩身弯矩有２个较大值,一个位于桩身中部,一个位于液化层与非液化层分界面附近;(２)下游桩身弯矩的较大值出现在桩身中部,由于分界面处的应变测点出现异常,未给出.分析造成桩身出现２个弯矩较大值的原因是:第一,桩端近似嵌固不能转动,因此在水平土压力作用下桩身中部势必会出现一个弯矩较大值;第二,可液化层引发黏土层共同下滑或下滑趋势是造成桩身在土层分界面处出现弯矩较大值的原因.另外,上游桩在工况２分界面处的弯矩明显大于桩身中部的应变,这与工况１和工况３显著不同,这正是由于工况２土层液化更充分,流滑更显著造成的,这也侧面证实液化流滑是造成桩身在分界面处出现弯矩较大值的原因.４㊀结论以新西兰地震中的D a l l i n gt o n 桥为工程背景,开展了小型振动台试验.主要得出以下结论:(１)场地宏观动力响应受到土层液化程度及土层惯性的共同影响.土层足够的液化势及惯性耦合９３７第４２卷第３期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀周恩全,等:可液化倾斜场地中桩基动力响应振动台试验研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图１６㊀桩身峰值弯矩分布图F i g．１６㊀D i s t r i b u t i o nm a p o f p e a kb e n d i n g m o m e n t o f p i l e作用会造成倾斜场地出现喷砂㊁冒水㊁地裂缝㊁土体局部流滑等宏观现象的必要条件.(２)浅层土相比深层土更易液化,液化层中的加速度由下至上呈现逐渐衰减的趋势,而未液化砂土层却表现为逐渐增大的特征,证明了液化土层的减震效应.(３)倾斜场地的侧滑或侧滑趋势造成了桩侧土压力反应的不对称性.深部测点的土压力明显大于浅部测点,且土体的液化会弱化土对结构的压力. (４)结构的峰值应变位于上部桥台,从上至下应变反应逐渐减小.弯矩在桩身中部及土层分界面附近出现两个较大值,分析表明桩端嵌固及倾斜场地流滑是造成出现两个弯矩较大值的主要原因.参考文献(R e f e r e n c e s)[１]㊀F I N N W D L,F U J I T A N．P i l e s i nL i q u e f i a b l eS o i l s:S e i s m i cA n a l y s i s a n dD e s i g n I s s u e s[J]．S o i lD y n a m i c s a n dE a r t h q u a k eE n g i n e e r i n g,２００２,２２(９Ｇ１２):７３１Ｇ７４２．[２]㊀凌贤长,唐亮．液化侧扩流场地桥梁桩基抗震研究进展[J]．地震工程与工程振动,２０１５,３５(１):１Ｇ１０．L I N G X i a n z h a n g,T A N G L i a n g．R e c e n t A d v a n c ei n S e i s m i cA n a l y s i s f o rB r i d g e F o u n d a t i o n s i nL i q u e f a c t i o nＧI n d u c e dL a t e rＧa l S p r e a d i n g S o i l s[J]．E a r t h q u a k eE n g i n e e r i n g a n dE n g i n e e r i n gV i b r a t i o n,２０１５,３５(１):１Ｇ１０．[３]㊀丁剑霆,姜淑珍,包峰．唐山地震桥梁震害回顾[J]．世界地震工程,２００６,２２(１):６８Ｇ７１．D I N GJ i a n t i n g,J I A N GS h u z h e n,B A OF e n g．R e v i e wo f S e i s m i cD a m a g e t oB r i d g e s i n T a n g s h a nE a r t h q u a k e[J]．W o r l dI n f o rＧm a t i o no nE a r t h q u a k eE n g i n e e r i n g,２００６,２２(１):６８Ｇ７１．[４]㊀曹振中,侯龙清,袁晓铭,等．汶川８．０级地震液化震害及特征[J]．岩土力学,２０１０,３１(１１):３５４９Ｇ３５５５．C A O Z h e n z h o n g,H O U L o n g q i n g,Y U A N X i a o m i n g,e ta l．C h a r a c t e r i s t i c so fL i q u e f a c t i o nＧI n d u c e dD a m a g e sd u r i n g W e nＧc h u a n M s８．０E a r t h q u a k e[J]．R o c ka n dS o i lM e c h a n i c s,２０１０,３１(１１):３５４９Ｇ３５５５．[５]㊀V E R D U G O R,G O N ZÁL E Z J．L i q u e f a c t i o nＧI n d u c e d G r o u n dD a m a g e s d u r i n g t h e２０１０C h i l eE a r t h q u a k e[J]．S o i lD y n a m i c sa n dE a r t h q u a k eE n g i n e e r i n g,２０１５,７９:２８０Ｇ２９５．[６]㊀H A S K E L LJJ M,MA D A B HU S H IS P G,C U B R I N O V S K I M,e t a l．L a t e r a lS p r e a d i n gＧi n d u c e d Ab u t m e n tR o t a t i o ni nt h e ２０１１C h r i s tc h u r c hE a r t h q u a k e:O b s e r v a t i o n s a n dA n a l y s i s[J]．G e o t e c h n i q u e,２０１３,６３(１５):１３１０Ｇ１３２７．[７]㊀W I N K L E Y A．I m p a c t so fL i q u e f a c t i o na n dL a t e r a lS p r e a d i n g o n B r i d g e P i l e F o u n d a t i o n sf r o m t h e F e b r u a r y２２n d２０１１C h r i s t c h u r c hE a r t h q u a k e[D]．C h r i s t c h u r c h:U n i v e r s i t y o fC a nＧt e r b u r y２０１３．[８]㊀C U B R I N O V S K IM,K O K U S HO T,I S H I HA R A K．I n t e r p r e t aＧt i o n f r o m L a r g eＧS c a l eS h a k eT a b l eT e s t so nP i l e sU n d e r g o i n g L a t e r a lS p r e a d i n g i n L i q u e f i e d S o i l s[J]．S o i l D y n a m i c sa n dE a r t h q u a k eE n g i n e e r i n g,２００６,２６(２Ｇ４):２７５Ｇ２８６．[９]㊀D U N G C AJR,K UWA N OJ,T A K A HA S H IA,e t a l．S h a k i n g T a b l eT e s t s o n t h eL a t e r a l R e s p o n s e o f aP i l eB u r i e d i nL i q u eＧf i e d S a n d[J]．S o i l D y n a m i c sa n d E a r t h q u a k e E ng i n e e r i n g,２００６,２６(２Ｇ４):２８７Ｇ２９５．[１０]㊀H EL C,E L G AMA L A,A B D O U N T,e t a l．L i q u e f a c t i o nＧI nＧd u ce dL a t e r a lL o a do nP i l e i na M e d i u m D r S a n dL a y e r[J]．J o u r n a l o fE a r t h q u a k eE n g i n e e r i n g,２００９,１３(７):９１６Ｇ９３８．[１１]㊀HA E R I SM,K A V A N DA,R A HMA N I I,e t a l．R e s p o n s e o f aG r o u p o fP i l e s t oL i q u e f a c t i o nＧI n d u c e dL a t e r a lS p r e a d i n g b yL a r g eS c a l e S h a k e T a b l e T e s t i n g[J]．S o i l D y n a m i c s a n dE a r t h q u a k eE n g i n e e r i n g,２０１２,３８:２５Ｇ４５．[１２]㊀凌贤长,王东升,王志强,等．液化场地桩Ｇ土Ｇ桥梁结构动力相互作用大型振动台模型试验研究[J]．土木工程学报,２００４,３７０４７㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀地㊀震㊀工㊀程㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０２０年(１１):６７Ｇ７２,８４．L I N G X i a n z h a n g,W a n g D o n g s h e n g,W a n g Z h i q i a n g,e ta l．L a r g eＧS c a l eS a k i n g T a b l e M o d e lT e s to fD y n a m i cS o i lＧP i l eＧB r i d g eS t r u c t u r eI n t e r a c t i o ni n G r o u n do fL i q u e f a c t i o n[J]．C h i n aC i v i l E n g i n e e r i n g J o u r n a l,２００４,３７(１１):６７Ｇ７２,８４．[１３]㊀凌贤长,郭明珠,王东升,等．液化场地桩基桥梁震害响应大型振动台模型试验研究[J]．岩土力学,２００６,２７(１):７Ｇ１０,２２．L I N G X i a n z h a n g,G U O M i n g z h u,WA N G D o n g s h e n g,e ta l．L a r g eＧS c a l e S h a k i n g T a b l eM o d e l T e s t o f S e i s m i cR e s p o n s e o fB r i d g e o f P i l eF o u n d a t i o n i nG r o u n do fL i q u e f a c t i o n[J]．R o c ka n dS o i lM e c h a n i c s,２００６,２７(１):７Ｇ１０,２２．[１４]㊀唐亮,凌贤长,徐鹏举,等．可液化场地桥梁群桩Ｇ独柱墩结构地震反应振动台试验研究[J]．土木工程学报,２００９,４２(１１):１０２Ｇ１０８．T A N G L i a n g,L I N G X i a n z h a n g,X U P e n g j u,e ta l．S h a k i n gT a b l eT e s t sf o rS e i s m i c R e s p o n s eo fP i l eＧS u p p o r t e d B r i d g eS t r u c t u r ew i t hS i n g l eＧC o l u m nP i e r i nL i q u e f i a b l eG r o u n d[J]．C h i n aC i v i l E n g i n e e r i n g J o u r n a l,２００９,４２(１１):１０２Ｇ１０８．[１５]㊀唐亮,凌贤长,徐鹏举,等．承台型式对可液化场地桥梁桩Ｇ柱墩地震响应影响振动台试验[J]．地震工程与工程振动,２０１０,３０(１):１５５Ｇ１６０．T A N G L i a n g,L I N G X i a n z h a n g,X U P e n g j u,e ta l．E f f e c to fC a p T y p e o nS e i s m i cR e s p o n s e s o f B r i d g e P i l eＧC o l u m nP i e r i nL i q u e f i a b l eG r o u n db y S h a k i n g T a b l e T e s t[J]．E a r t h q u a k eE n g i n e e r i n g a n dE n g i n e e r i n g V i b r a t i o n,２０１０,３０(１):１５５Ｇ１６０．[１６]㊀唐亮,凌贤长,徐鹏举,等．可液化场地桥梁群桩基础地震响应振动台试验研究[J]．岩土工程学报,２０１０,３２(５):６７２Ｇ６８０．T A N GL i a n g,L I N G X i a n z h a n g,X UP e n g j u,e t a l．S h a k i n g T aＧb l eT e s to nS e i s m i cR e s p o n s eo fP i l e G r o u p so fB r i d g e s i nL i q u e f i a b l eG r o u n d[J]．C h i n e s e J o u r n a l o fG e o t e c h n i c a lE n g iＧn e e r i n g,２０１０,３２(５):６７２Ｇ６８０．[１７]㊀唐亮,凌贤长,徐鹏举,等．可液化场地高承台群桩Ｇ土Ｇ桥梁结构地震相互作用振动台试验[J]．中国公路学报,２０１０,２３(４):５１Ｇ５７．T A N G L i a n g,L I N G X i a n z h a n g,X U P e n g j u,e ta l．S h a k i n gT a b l eT e s t f o r S e i s m i c I n t e r a c t i o no fP i l eG r o u p sＧS o i lＧB r i d g eS t r u c t u r ew i t hE l e v a t e dC a p i nL i q u e f i a b l eG r o u n d[J]．C h i n aJ o u r n a l o fH i g h w a y a n dT r a n s p o r t,２０１０,２３(４):５１Ｇ５７．[１８]㊀王志华,徐超,周恩全,等．液化土体流滑推桩效应的振动台模型试验[J]．地震工程与工程振动,２０１４,３４(２):２４６Ｇ２５１．WA N GZ h i h u a,X U C h a o,Z H O U E n q u a n,e t a l．S h a k i n g T aＧb l eT e s t o nE 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Z h i a n,e ta l．S h aＧk i n g T a b l eT e s t s f o rS i n g l eP i l eＧS o i lD y n a m i c I n t e r a c t i o ni nL i q u e f i e dF o u n d a t i o nS o i l[J]．J o u r n a l o fV i b r a t i o n a n d S h o c k,２０１２,３１(２０):１８９Ｇ１９２．[２２]㊀S E E D H B．L i q u e f a c t i o n o f S a t u r a t e d S a n d d u r i n g C y c l i c L o a d i n g[J]．P r o c o fA S C E,１９６６,９２(１１８):１０５Ｇ１３４．[２３]㊀刘惠珊．１９９５年阪神大地震的液化特点[J]．工程抗震与加固改造,２００１(１):２２Ｇ２６．L I U H u i s h a n．L i q u e f a c t i o nc h a r a c t e r i s t i c so f t h eG r e a tH a nＧs h i nE a r t h q u a k e i n１９９５[J]．E a r t h q u a k eR e s i s t a n tE n g i n e e rＧi n g a n dR e t r o f i t t i n g,２００１(１):２２Ｇ２６．１４７第４２卷第３期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀周恩全,等:可液化倾斜场地中桩基动力响应振动台试验研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀。

浅谈地铁地下车站抗震设计

浅谈地铁地下车站抗震设计摘要：随着我国国民生活水平的提升，汽车已经成为人们重要的代步工具。

然而，随着汽车保有量的逐步扩大，路面交通拥堵问题已然接踵而至。

为解决日益拥堵的路面交通问题，地铁工程已经成为大中型城市建设的重点项目。

我国一些大中型城市存在地震灾害，为了确保人们在地下车站中的安全以及行车安全，应科学、合理的对地铁地下车站进行抗震设计。

鉴于此，本文将对地铁地下车站的抗震设计进行详尽探究。

关键词：地铁；地下车站；抗震设计引言：为了快速解决我国大中型城市日益严峻的城市交通拥堵问题，地铁工程已经成为解决这一问题的必要途径。

其中，由于地震具有巨大的破坏作用，为了有效的抵抗因为地震而出现的强烈破坏力，需要加强地铁中地下车站的抗震能力，从而有效降低地震所产生的破坏作用，维护地下车站中市民的安全。

为了确保城市交通秩序稳定，保障人们的生命财产安全，加强地铁地下车站抗震设计就显得极为关键。

一、我国地铁结构抗震设计标准的发展尽管我国地铁工程建设时间比较长，但是仍然存在对地铁地下车站地震危害认识不足，地铁地下车站由于存在地层约束，使得其地震危害程度小于地上结构，所以导致没有对地铁地下车站的抗震性有着足够严重的关注，从而使得我国对于地铁地下车站的抗震设计方面存在滞后现象，进而延误了地铁地下车站抗震方面的相关规范标准以及理论的发展。

近年来，我国加大了对地下车站抗震问题的研究力度，从抗震设防标准、抗震性能要求、场地与地基抗震规定、地震反应计算和抗震构造措施等多方面进行了全面而系统的规定，为地铁结构的抗震设计提供了依据和指导。

二、我国地下车站抗震研究现状和地铁地下车站常用地震分析方法1、原型观测法原型观测法是研究地下车站地震反应规律和破坏机理的手段，主要方式有地震观测和震害调查，它是对真实地下车站地震反应进行实地量测或调查的地下车站抗震研究方法。

2、动力模型试验法动力模型试验法是研究地下车站地震反应的重要手段，振动台模型试验提供了一种可以控制地震动输入、边界条件、土层性质等影响参数研究地下车站在地震作用下动力反应的手段，它在一定程度上补充了原型观测资料的不足。

地铁车站结构振动台模型试验的研究

地铁车站结构振动台模型试验的研究【提要】：对地下铁道开展建立抗震设计方法的研究正逐渐得到人们的关注。

本文通过分析地下结构振动台试验的现状和难点，在此基础上进行地铁车站结构振动台模型试验。

利用振动台对地铁车站结构进行模型试验在国内尚属首次，试验工作的开展遇到许多困难，如模型箱的形式、模型土的配制方法及其动力特性、相似关系比的确定、传感器类型的选择与布置等。

针对这些困难逐一开展了研究，并提出了解决方法，试验结果表明本文提出的试验方法行之有效。

【关键词】：地下结构振动台试验模型试验地铁车站Abstract: To set up an. aseismic design method and its research for Metro project has won many concerns day by day .The paper by way of analysing the existing conditions， and problems of vibration stand test for underground structure， is to establish model test of vibration stand for Metro station structure.It is the first time in this country to make model test on Metro station structure on vibration stand，encountering much difficulty， such as the oattern of model box， model soil prescription， and its dynamic characteristics， to set up a similarity ratio， a selection of transponders and its arrangement. A Study is going on to tackle them one by one， resulting in offering respective solutions. The findings suggest the method proposed in the article is effective.Keywords: underground structure， vibration stand test， modeltest， metro station.1 引言目前世界各国对地下结构的抗震设计开展的研究还较少，如在我国的《地下铁道设计规范》（GB50157-92）中，对地下铁道的抗震设计还无具体规定。

单舱地下综合管廊抗震性能振动台模型试验及数值模拟研究

单舱地下综合管廊抗震性能振动台模型试验及数值模拟研究一、研究背景随着我国城市化进程不断加快，城市地下管道网络变得越来越复杂，地下防护建筑也越来越多，单舱地下综合管廊被广泛应用。

在地震灾害中，地下综合管廊的受灾状况及抗震性能直接关系到城市的生命安全和经济发展。

因此，建立适用于地下综合管廊的抗震设计理论与方法具有重要的工程意义和学术价值。

二、试验目的本研究旨在探究单舱地下综合管廊在地震荷载下的抗震性能，对建筑的安全性和可靠性进行评估。

因此，试验的目的是研究单舱地下综合管廊在不同地震荷载条件下的破坏性状和动力响应，为其抗震设计提供科学依据。

三、试验方案1. 试验模型设计本试验采用1/20比例的地下综合管廊模型，其尺寸为1.2米×1.2米×0.6米，主要模拟了单舱地下综合管廊的结构形式和支撑系统，包括墙体、顶板、地板、立柱和支撑体等。

2. 试验装置本试验采用多自由度振动台试验装置，通过振动台模拟地震荷载作用于试验模型上，并观测模型的动力响应。

同时，还需要对试验模型进行加固和检测，确保试验结果的准确性。

试验时需要采集模型的振动信号和位移信号，以便后续的数据分析。

3. 试验方案本次试验采用了不同级别的地震动荷载进行了振动台试验。

主要分为低、中、高三个档次，对试验模型进行动力响应分析和破坏特征的观测。

四、试验结果及分析1. 动力响应分析试验结果表明，试验模型最大加速度、最大速度和最大位移分别随着地震动荷载的增大而增大，在强震作用下有明显的位移和加速度放大效应。

2. 破坏特征观测试验过程中，试验模型破坏的主要特征是顶板翘起、地基下沉、墙体开裂等，这些破坏形态与实际地下综合管廊在地震中的受灾情况较为一致。

同时，由于试验模型的震动台模拟，也能更直观地反映出地下综合管廊在强震作用下的破坏特征。

3. 数值模拟分析为了更好地分析试验结果，试验数据进行了数值模拟分析。

通过ABAQUS有限元软件对试验模型进行了建模和计算，得到了试验模型的动力响应和破坏特征。

地铁交叉结构近场地震反应振动台试验研究

第３１卷第２期２　０　１　３年２月水　电　能　源　科　学Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　ＰｏｗｅｒＶｏｌ．３１Ｎｏ．２Ｆｅｂ．２　０　１　３文章编号：１０００－７７０９（２０１３）０２－０１２０－０４地铁交叉结构近场地震反应振动台试验研究黄　俊１，张　波２（１．北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室，北京１００１２４；２．北京城建勘测设计研究院有限责任公司，北京１００１０１）摘要：为探究地铁交叉结构地震响应规律，以常见的双隧道下穿单层车站结构为背景进行地震反应振动台试验，试验模型箱采用柔性箱，结构为微粒混凝土浇筑，并按实例工程配筋率用镀锌钢丝网进行配筋，考虑上下结构密贴、上下结构存在夹层土及单体车站三种工况进行水平方向加载，通过对交叉工况与单体车站结构应变、侧墙土压力及加速度反应分析对比，底部隧道结构的存在对传来的地震波具有吸收作用，使上部车站的地震响应减弱，减幅随夹层土体厚度的增加而减小。

关键词：交叉结构；地震反应；振动台；模型试验；水平加载中图分类号：ＴＵ４３５文献标志码：Ａ收稿日期：２０１２－０３－２５，修回日期：２０１２－０５－２３基金项目：北京市教育委员会科技计划基金资助重点项目（ＫＺ２００９１０００５００９）作者简介：黄俊（１９８１－），男，博士研究生，研究方向为地下结构抗震，Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｊｙｑ５２０＠１６３．ｃｏｍ北京地区是国内地铁发展速度最快、数量最多的地区，目前运营里程达到２２０多ｋｍ，地铁车站１４０余座，而交叉结构达到４０余座，根据远期规划，将有更多交叉结构出现。

北京市地处燕山地震带与华北平原中部地震带的交汇处，历史上曾遭受过多次强烈地震的破坏和影响。

交叉结构基本都是枢纽型站点，人流密集、结构复杂、重要性高，一旦出现破坏，其后果将不堪设想。

１９９５年日本阪神大地震后，地下结构抗震设计理论及方法已成为研究热点。

刘晶波等［１～５］进行了地下结构抗震理论分析及振动台试验研究；陈磊等［６］基于ＡＢＡＱＵＳ软件利用汶川地震中的近场地震动记录，对软土地基的地铁交叉隧道的三维非线性进行了分析；张波等［７］基于ＦＬＡＣ软件分析了地铁交叉形式下车站地震动响应规律。

地铁列车运行引起地表振动的预测模型及其试验验证

地铁列车运行引起地表振动的预测模型及其试验验证
刘卫丰;刘维宁;DEGRANDE G
【期刊名称】《振动工程学报》
【年(卷),期】2010(023)004
【摘要】针对地铁列车运行引起的地表振动响应问题,提出了一个数值预测模型.该模型根据移动荷载作用下的动力响应解,把地铁列车运行引起的振动问题归结到计算频率-波数域内的传递函数和频域内移动轴荷载的问题上.传递函数采用三维周期性有限元-边界元耦合的数值模型来计算,移动轴荷载主要考虑为频域内轨道不平顺激励下简化的轮轨接触力.利用此模型计算了北京地铁1号线东单站至建国门站区间地铁列车运行引起的振动响应,并利用现场振动试验数据对计算结果进行了验证.结果表明,此模型具有良好的适用性,可应用于地铁列车运行引起的地表振动的预测.【总页数】7页(P373-379)
【作者】刘卫丰;刘维宁;DEGRANDE G
【作者单位】北京交通大学土木建筑工程学院,北京,100044;北京交通大学土木建筑工程学院,北京,100044;天主教鲁汶大学土木工程系,比利时
【正文语种】中文
【中图分类】U211.3;TB533
【相关文献】
1.地铁浮置式轨道引起地表振动响应解析预测模型研究 [J], 吴宗臻;刘维宁;马龙祥;王文斌
2.缓和曲线段地铁运行引起地表振动的实测结果及其传播规律分析 [J], 周亮
3.不同隧道介质下地铁列车运行引起地表的振动响应研究 [J], 王黎明;高云锋;刘秀波;岳渠德
4.基于地铁列车运行引起的振动预测模型的浮置板轨道减振效果研究 [J], 刘卫丰;刘维宁;袁扬
5.高速列车运行引起的地表振动分析 [J], 李志毅;高广运;冯世进;时刚
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可液化土中地铁结构的地震响应

第26卷第3期岩土力学 V ol.26 No.3 2005年3月 Rock and Soil Mechanics Mar. 2005收稿日期：2003-12-11 修改稿收到日期：2004-03-29基金项目：国家自然科学基金项目（No. 50378050），北京市自然科学基金重点项目（No. 8011002）。

作者简介：刘华北，男，1973年生，讲师，博士，主要从事地震岩土工程研究。

E-mail: lhb@文章编号：1000－7598－(2005) 03－0381－07可液化土中地铁结构的地震响应刘华北，宋二祥（清华大学土木工程系，北京 100084）摘要：在饱和土耦合作用与土和结构相互作用理论基础上，以地铁车站为例，用有限元法研究地下结构在地震液化作用下的响应。

所采用的软件为动力两相体非线性有限元软件Dyna-Swandyne-II ，该软件可以应用先进的Pastor-Zienkiewicz III 广义塑性模型模拟可液化土的动力特性，应用u-p 形式的Biot 方程，在有限元分析中充分考虑孔隙水与土之间的耦合，同时考虑地下结构与饱和土在动力作用下的非线性相互作用。

分析了地铁车站的动力响应，包括地铁内力、加速度以及地铁位移。

研究结果表明，地铁结构在地震液化作用下会产生较大的上浮，从而对结构造成比较严重的破坏；地铁结构在地震作用下的最大内力位于结构的交接处。

因此，结构交接处的配筋应该格外小心。

关键词：地下结构；液化；动力相互作用；动力耦合分析；上浮中图分类号：TV 223 文献标识码：AEarthquake induced liquefaction response of subway structure in liquefiable soilLIU Hua-bei, SONG Er-xiang(Department of Civil Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China)Abstract: Based on the theories of coupled interaction in saturated soil and dynamic soil-structure interaction, the response of subway structure in fully saturated liquefiable soil under earthquake excitation is investigated using the effective-stress based finite element program Dyna-Swandyne-II. A generalized plasticity model, Pastor-Zienkiewicz III model, is used to model the cyclic behavior of soil; and finite element procedure based on the u-p form of Biot theory is employed to conduct the coupled analysis. The nonlinearity of the interaction between soil and subway structure is fully considered. The dynamic response of subway structure, including the internal forces, the acceleration, and the vertical and horizontal displacements, are analyzed. The results showed that the subway structure may uplift due to the earthquake induced liquefaction, which shall lead to severe damage in the structure; and that the maximum seismic internal forces occurred at the connections of the structure elements and their reinforcement must be carefully designed.Key words: underground structure; liquefaction dynamic interaction; dynamic coupled analysis; uplift1 引言地铁地下结构有时不可避免地会建于饱和可液化土层中，在强震作用下土层的液化将可能对地下结构产生极大的破坏作用[1]。

地铁地震响应的减震效果模型振动试验研究

四川建筑科学研究Sichuan B uilding Sc ience 第33卷　增刊2007年12月收稿日期282作者简介郑少河(),男,河北唐山人,博士,高级工程师,主要从事地下工程领域的设计和研究工作。

_@6地铁地震响应的减震效果模型振动试验研究郑少河1,车爱兰2,岩　敞广3(1.上海市建筑科学研究院,上海　200032;2.上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院,上海　200030;3.首都大学东京都市环境学部,日本东京　192-0397)摘　要:为剖析地震时地铁车站的动态响应及破坏机理,以1995年日本阪神—淡路大地震中遭受严重破坏的神户大开地铁车站为对象,进行了一系列的模型振动试验。

为分析地下结构的地震时响应和箱型地铁中柱的减震效果,对地震波输入方向对减震效果的影响进行了深入细致的研究,得到了一些有益的结论,为今后的抗震减震工作提供了科学的依据。

关键词:阪神—淡路大地震;模型振动试验;地震响应;减震效果中图分类号:T U35211 文献标识码:A 文章编号:1008-1933(2007)增刊-0042-03D ynam i c beha vi or s of subw a y structur e subjected to strong ear thquake m otion s usi n g shak i n g ta ble testsZHENG Shaohe 1,CHE A ilan 2,IWAT A TE Takahiro3(1.Shanghai Resea rch Institute of B uilding Science,Shanghai 200032,China;2.Sch ool of Nava l Arch itecture,Ocean and C i vil Engi neering,Shanghai Jiaot ong Uni ve rsity,Shangha i 200032,Chi na;3.Civil and Environ mental Engi neering,T oky o M etro politan Univ e rsit y,T oky o 192-0397,Japan)Ab stra ct:In order t o c larify the dynam ic behavi ors and the damage mechanis m of the sub way structure,a series of shaking table te sts of Dakai s ub way st a tion damaged in 1995Hy og oken 2nanbu earthquake are perf o r med .T o analyze the dynam ic behavi or of the subway struc ture and the effec ts of t he shock abs orp ti on a t the center col umn,t he effec ts of the directions of wave s on anti 2earthquake a re investigated .So m e us eful conclusi ons a re given,which can i m p r ove the anti 2earthquake designi ng level of unde rground struc t ures .Key wor ds:Hanshin 2Awa ji ea rt hquake;shaking tab l e test ;sh ock abs orp ti on;se is m ic res ponse0　引　言世界各国地震灾害资料[1]表明,地震不仅破坏地面建筑物,而且也影响地下结构。

液化砂土中单桩地震响应振动台试验研究

ｄｃｅｓｓｇｅｔｆｒｈｏｌｓｌｕｆｄ，ｈｓａｆｈｐｅｔｕｔｒｏｎｂｅｈｒｅｔｔｍｔｔｅｂｔｍｅｒａｅｒａｌａｔｅｓｉｉｑｅｅｔｅｍｏｔｏｄｏｅｕｐｒｓｃｕｅｉｂｒｙｔａｄｒｓａｕａｏｔｙｅｔｉｉｌｔｒｓｈｒｈｏ
ｅｃｓｏｅｗａｅｒｓｕｅｔｉｈｅｖｂａｉｎｐｒｃｓ，ａｄｔｅｔｐｓｉｆｒｔｙｒａｈｓｌｕｅａｔｏｘｅｓｐｒｔｒｐｅｓｒｗｉｈｎｔｉｒｔｏｏｅｓｎｈｏｏｌｉｓｅｃｅｉｆｃｉｎ；ｐｉｉｅｆｉｔｎｌｑｌｓｄｒｃｉｅｏ
ＡｂｔａｔＢｓｄｏｈｋｎａｌｅｔ，ｔｅｄｎｍｉｒｓｏｓｓｏｉ — ｏｌｔｃｕｅｗｒｂｅｖｄｕｄｒｔｅｓｒｃ：ａｅｎｓａｉｇｔｂｅｔｓｓｈｙａｃｅｐｎｅｆａｐｌｓｉｅ－ｓｒｔｒｅｅｏｓｒｅｎｅｈｕｓｍｕａｅａｔｑａｅｈｅｔｒｓｌｎｉａｅｈｔｔｅｓｉｗｉｉｅｅｔｅｔｓｌｕｆｄｗｉｏｔｕｕｎｒａｅｉｉｌｔｄｅｒｕｋ．Ｔｅｔｓｅｕｔｉｄｃｔｄｔａｈｏｌｔｄｆｒｎｐｈｉｉｅｅｔｃｎｉｏｓｉｃｅｓｎｈｓｈｆｄｑｉｈｎ
部结构的沉降量加大。同时在地震力的作用下ＰＳ效应加大了底层上部结构的地震反应。本研究加深了对饱和砂土在ＳＩ地震力作用下ＰＳ效应的理解，ＳＩ有助于建立或优化可液化土中桩基抗震设计方法。关键词：液化；一土一结构；桩地震响应；孔压比；侧摩阻力；沉降；加速度

可液化场地地震振动孔隙水压力增长研究的大型振动台试验及其数值模拟

第25卷增2岩石力学与工程学报V ol.25 Supp.2 2006年10月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Oct.，2006可液化场地地震振动孔隙水压力增长研究的大型振动台试验及其数值模拟凌贤长，唐亮，于恩庆(哈尔滨工业大学土木工程学院，黑龙江哈尔滨 150090)摘要：基于数值模拟基本假设，运用有效应力原理以及振动孔隙水压力增长经验模式，采用应力循环孔压增量计算方法，直接针对非自由可液化场地基地震反应的大型振动台试验建立数值计算模型，并据此进行可液化场地基孔压动力增长数值模拟。

数值模拟结果表明：分别在0.15g和0.50g El Centro波输入下，孔压在13 s之前无明显变化，至13 s瞬时增长，20 s左右达到最大值，并且自下而上峰期孔压比逐步增大；其中0.5g El Centro波输入下整个土层达到全部液化的孔压比，而0.15g El Centro波输入下仅上部土层具有局部液化的孔压比。

同时由数值模拟结果可发现：由于桩–土动力相互作用，致使近桩区孔压较远桩区孔压高且在桩周附近形成一定孔压梯度，但对孔压增长趋势无太大影响；数值模拟获得的地基振动孔隙水压力增长规律与试验记录基本保持一致。

总的来讲，这种孔压动力增长的数值模拟方法，在强震输入下基本能够刻画土层中孔压的动力增长过程，而弱震输入下的计算误差较明显。

关键词：土力学；可液化场地；地基地震反应；大型振动台试验；孔压动力增长；数值模拟中图分类号：TU 44 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2006)增2–3998–06 LARGE-SCALE SHAKING TABLE TEST AND ITS NUMERICALSIMULATION OF RESEARCH ON BUILD-UP BEHA VIOUR OF SEISMICALLY-INDUCED PORE WATER PRESSURE INLIQUEFIABLE SITELING Xianzhang，TANG Liang，YU Enqing(School of Civil Engineering，Harbin Institute of Technology，Harbin，Heilongjiang150090，China)Abstract：Based on the effective stress principle and empirical mode of dynamic increase of pore water pressure，adopting computation method for increment of pore water pressure by stress cycle，the numerical simulation model directly aiming at large-scale shaking table test of earthquake response of ground in non-free liquefaction site is established to numerically simulate and analyze the dynamic increase of the pore water pressure of ground. The result of numerical simulation indicates that，under the condition of El Centro earthquake ground motion with amplitudes of 0.15g and 0.50g，the pore water pressure changes prominently before 13 s，increases instantaneously at 13 s，and reaches to a peak value at 25 s；and the pore water pressure ratio at the point of the peak value gradually augments from bottom to top. The sand layer in upper part gains the pore water pressure ratio of local liquefaction under the condition of El Centro earthquake ground motion with the amplitude of 0.15g and the entire sand layer all arrives at the pore water pressure ratio of full liquefaction under the condition of El Centro earthquake ground motion with the amplitude of 0.5g. Besides，it is shown that the pore water pressure in the area收稿日期：2006–02–15；修回日期：2006–05–12基金项目：国家自然科学基金资助项目(50378031，50178027)作者简介：凌贤长(1963–)，男，博士，1988年毕业于长春地质学院地质勘察专业，现任教授、博士生导师，主要从事岩土地震工程、地下岩土工程、冻土工程方面的教学与研究工作。

液化地层下地铁工程抗地震液化措施研究

液化地层下地铁工程抗地震液化措施研究蒋清国【摘要】地震液化可能诱发极为严重的破坏,已成为工程领域的重要研究课题.目前,在可液化地层下地铁工程抗地震液化设计及施工经验较少,且现行规范针对液化地层所给定的处理原则在工程实际应用中较难操作.本文以天津地铁5号线穿越中等-严重液化粉土层区段为工程背景,同时以地震液化机理、影响因素及抗液化规范的应用为基础,结合数值模拟及现场试验,给出了地铁工程抗地震液化处理措施建议,并对各项措施的适用性进行了分析.研究结果表明:抗液化措施应结合地铁结构型式、结构与液化土层的相互位置关系、液化土层的厚度、液化等级以及周边环境等因素综合确定;在结构承载力及抗浮稳定性验算中应计入土层液化引起的土压力增加、摩阻力降低以及浮力增加等因素的影响:注浆加固对盾构区间抗地震液化有利.【期刊名称】《震灾防御技术》【年(卷),期】2015(010)001【总页数】13页(P95-107)【关键词】地下工程;地震;液化粉土;地铁车站;盾构区间;抗液化措施【作者】蒋清国【作者单位】中铁第一勘察设计院集团有限公司,西安710043【正文语种】中文蒋清国，2015.液化地层下地铁工程抗地震液化措施研究.震灾防御技术，10（1）：95—107.doi：10.11899/zzfy20150110随着国内城市轨道交通建设的快速发展，由于线网整体规划、既有城市建设条件等限制，越来越多的地铁工程在建设过程中不可避免地需要穿越液化土层。

国内外的地震危害监测及统计数据显示（孙锐等，2006；王维铭，2013），地震液化对地下结构造成的危害远远高于普通场地，尤其在高烈度地区，这种影响尤为显著，因此有必要对液化土层下进行地铁工程建设需要采取的针对性措施开展研究和探索。

国外对地震液化的研究始于1964年日本新泻地震和美国阿拉斯加大地震后，至今已有日本、美国、印度、加拿大、英国、法国、伊朗、韩国等多个国家的专家学者，通过对实际震害调查资料的收集与分析、室内及现场试验，并借助数值模拟手段等对地震液化课题进行了大量的分析研究。

地震作用下大跨度地下结构振动性态研究

摘要随着社会经济的发展，地下结构在能源、交通、通讯、城市建设和国防工程等方面获得广泛的应用，地下结构的重要性也愈加明显。

因而地下结构抗震问题具有重要的理论意义和工程应用价值。

基于１９９５年的阪神大地震中，各种地下结构和地下设施均遭受到严重的破坏的现象。

本文对框架形地下结构模型进行动态数值分析和振动台试验研究。

通过工作，研究地铁车站结构地震响应基本规律，对基本土体和结构形式，考虑她震输入、土一结构相互作用，分析体系变形，结构地震动力响应，破坏形态的机制，并讨论各因素影响作用。

为地铁及类似于地铁的其它大断面地下结构的设计提供科学的依据。

ｒｆ通过工作，可以发现：ｌｌ、体系的自振特性与单独的结构自振特性相比有了变化，整个体系的自振频率相对于单独结构有明显的减小，阻尼比增大；结构在水平向自振频率一致，但垂直方向结各部分的自振频率则不尽一致。

２、结构侧壁所受压力呈马鞍状分布，深埋时侧壁位移呈马鞍状分布，浅埋时则是由下至上依次增大。

３、结构立柱的最大正应力发生在底部，侧壁的最大应力则是在项部；当有垂直激励时，立柱中产生较大的拉压应力，尤其在立柱的中上部。

４、竖向地震力对结构破坏有着不可忽视的影响。

５、埋深对结构的地震反应有很大的影响，相对来说，浅埋情况更不利于地下结构的抗震。

：，，／关键词：地下结柄地震数值芬析振动言试验有试元中柱竖向地震ＡｂｓｔｒａｃｔＷｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｅｃｏｎｏｍｙ，ｍｏｒｅｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗａｓｕｔｉｌｉｚｅｄｉｎｅｎｅｒｇｙ、ｔｒａｆｆｉｃ、ｄｅｆｅｎｄｉｎｇｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｅｔｃ，ｉｔｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｓｍｏｒｅｖｉｓｉｂｌｅ．Ｓｏａｎｔｉ—ｓｅｉｓｍｉｃｆｏｒｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｂｏｔｈｉｎｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｂｅｃａｕｓｅｏｆａ１１ｏｆｋｉｎｄｓｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗａｓｂａｄｌｙｄａｍａｇｅｄｉｎｔｈｅ１９９５Ｈａｎｓｈｉｎ－－Ａｗａｊｉｅａｒｔｈｑｕａｋｅ，ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｓｔｕｄｙｆｒａｍｅｈｕｍｅｒｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗｉｔｈｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｄｙｎａｍｉｃｔｈｅｒｕｌｅｏｆｔｈｅｓｈ８ｋｉｎｇｔａｂｌｅｔｅｓｔ．Ｉｎｔｈｅａｒｔｉｃｌｅ，Ｗｅｔｒｙｔｏｆｉｎｄｏｕｔｏｆｔｈｅｓｕｂｗａｖｓｒａｔｉｏｎｒｅａｃｔｔｏｅａｒｔｈｑｕａｋｅ，ａｎａｌｙｚｅｔｈｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｏｒｄｅｒｔｏｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｏｒｙｔｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｇｅｔｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｗｒｅｃｋ，ｉｎｓｔａｔｉｏｎ·ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｌａｒｇｅｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｓｉｍｉｌａｒｔｏｓｕｂｗａｙＴｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｆｉｎｄｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎａｓｆｏｌｌｏｗ：ｉｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｏｍｏｎｌｙｉ．ｔｈｅｓｙｓｔｅｍ，ｓｎａｔｕｒａｌｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅ’Ｓ，ｂｕｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｉｔ，ｓｎａｔｕｒａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｓｓｍａｌｌｅｒｔｈａｎｏｎｌｙｔｈｅｔｈｅｃａｌｌｌＤｉｓｌａｒｇｅｒ．Ｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｓａｃｃｏｒｄａｎｔ，ｏｎｃｏｎｔｒａｒｙ．ｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔ－ｗａｌｌｌｉｋｅａｓａｄｄｌｅ·Ｔｈｅ２．Ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｎｇｏｆｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｏｎｔｈｅｓａｄｄｌｅｗｈｅｎｓｔｒｕｃｔｕｒ８１８ｄｉｓＤｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｗａｌｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅ１ｉｋｅａｂｕｒｉｅｄｄｅｅｐｌｙ．ｗｈｉｃｈｉｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｏｍｓｈａｌｌｏｗ—ｂｕｒｙ—ｓｔｒｕｃｔｕ。

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

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一、本文概述本文旨在深入探讨土—地下结构非线性动力相互作用及其大型振动台试验研究。

地下结构作为城市基础设施的重要组成部分，其在地震等动力荷载作用下的稳定性和安全性至关重要。

由于土体与地下结构之间的相互作用涉及复杂的非线性动力学问题，因此，对其进行深入的理论和实验研究具有重要的理论价值和实际意义。

本文首先对土—地下结构非线性动力相互作用的基本理论进行概述，包括土体的本构关系、地下结构的动力学特性以及两者之间的相互作用机制。

在此基础上，通过对现有文献的综述，分析当前研究的热点和难点，指出进一步研究的必要性。

接着，本文重点介绍大型振动台试验的设计与实施过程。

详细阐述了试验模型的建立、试验设备的选择与布置、试验方案的设计与实施等关键步骤，并对试验数据的采集与处理进行了说明。

通过大型振动台试验，可以模拟实际地震作用下土—地下结构的动力响应，为理论研究提供有力支撑。

本文将对试验结果进行深入分析，探讨土—地下结构非线性动力相互作用的规律与特征，提出相应的抗震设计建议和改进措施。

本文的研究成果将为地下结构的抗震设计与优化提供理论依据和技术支持，有助于推动地下结构抗震研究的发展和应用。

二、土—地下结构非线性动力相互作用的理论基础土与地下结构的非线性动力相互作用是一个复杂而重要的研究领域，它涉及到土壤力学、结构动力学、地震工程学等多个学科。

在理论上，这种相互作用可以通过一系列数学模型和方程来描述。

土的力学特性是非线性的，这主要源于其应力-应变关系的非线性和滞回性。

土的应力-应变关系可以通过弹塑性模型或弹黏塑性模型来描述，这些模型能够反映出土在受力过程中的变形和强度特性。

土的滞回性则是指土在循环荷载作用下表现出的非线性行为，这可以通过滞回模型来描述。

地下结构在地震作用下的动力响应也是非线性的。

结构的非线性主要来源于其材料的非线性、几何的非线性以及接触界面的非线性。

例如，钢筋混凝土结构的非线性主要来自于材料的弹塑性；而大型地下结构的非线性则可能来自于其复杂的几何形状和接触界面的滑移等。

一种基于小型振动台模型的岩溶桩基抗震测试试验方法

一种基于小型振动台模型的岩溶桩基抗震测
试试验方法
岩溶区地质条件复杂，地下水流动频繁，常导致岩溶塌陷等地质
灾害。

岩溶地区的基础工程建设，尤其是桩基工程受到地质条件的制约，抗震性能成为了重要的考量因素。

因此，开展岩溶地区桩基抗震
性能的研究具有重要的理论和实践意义。

小型振动台模型试验是一种常用的研究结构体系动力响应的方法，对于分析岩溶地区桩基抗震性能具有很好的适用性。

下面将介绍一种
基于小型振动台模型的岩溶桩基抗震测试试验方法。

首先，确定试验方案。

选择适合岩溶地质条件的地层模拟材料，
并设计与实际桩基相似的桩体模型。

确定振动台的工作频率和振幅范围，并考虑试验中可能承受的地震作用力，制定相应的试验计划。

其次，准备试验材料和设备。

准备地层模拟材料、桩基模型、振
动台以及数据采集仪器等试验所需的设备，并对设备进行检查和调试，确保试验的顺利进行。

然后，进行试验实施。

将桩基模型固定在振动台上，对桩基施加不同频率和振幅的振动荷载，模拟地震作用力。

通过数据采集仪器记录桩基在不同振动条件下的动力响应特征，如位移、加速度等参数。

最后，进行数据分析和结果评定。

根据试验数据分析桩基在地震作用下的受力情况及动力响应特征，评定桩基的抗震性能，并与实际工程中桩基的抗震设计要求进行对比。

通过以上步骤，基于小型振动台模型的岩溶桩基抗震测试试验可以有效地模拟桩基在地震作用下的动力响应特征，评估桩基的抗震性能，为岩溶地区桩基工程设计提供参考依据。

同时，这种试验方法还可以为其他岩溶地区的基础工程抗震性能研究提供借鉴。