液化地层对天津地铁区间结构抗震性能的影响分析及防治措施
地铁车站及区间隧道结构抗震分析
地铁车站及区间隧道结构抗震分析【摘要】：随着地震对地下结构破坏的实例越来越多，打破了以往认为地震对地下结构影响甚微的观念，故对其进行研究具有非常重要的意义，本文以下内容将对地铁车站及区间隧道结构抗震进行分析和探讨，仅供参考。
【关键词】：地铁车站；区间；隧道结构；抗震分析中图分类号： tu352.1+1 文献标识码： a 文章编号：1、前言改革开放以来，随着经济的不断发展，我国的城市化进程不断加快，城市路面交通状况日益恶化，路面交通的拥挤和效率低下成为各大城市面临的问题，而且城市用地的紧张，使得拓宽路面交通的措施变得更加不切实际，在这种情况下，发展地下交通成为一种必然。
但是对于地铁车站及区间隧道结构的抗震研究却相对比较滞后，这主要是以前的地震作用下，地下结构并没有出现太大的震害，比如1976年发生的唐山大地震，刚建成的天津地铁经受住了地震的考验，仅在沉降部位发生外涂面层局部脱落或者出现裂缝等情况，而未发现其他的破坏形式，又如1985年的墨西哥地震，建设在软弱地基上的地铁结构仅车站在侧墙与边表相交处发生结构分离的现象，这些地震实例，使得人们坚信了地震对地下结构的影响不是很大，可以忽略。
然而1995年日本阪神地震，却颠覆了人们认识，发现并不是所有的情况下，地震对地下结构的影响都可以忽略。
所以对地下结构进行抗震分析具有非常重要的意义。
本文以下内容将对地铁车站及区间隧道结构抗震进行分析和探讨，仅供参考。
2、地铁车站及区间隧道震害特征分析2.1、地铁车站震害特征分析根据作者多年的实践经验，认为地铁车站震害主要有如下几个方面的特征：第一，箱型结构刚度突变的地方震害现象比较集中，比如贯穿顶板的垂直裂缝，混凝土保护层开裂脱落，钢筋外漏。
第二，对于多层箱型结构的地铁车站，顶层构件发生的震害形式多于底层构件，并且损坏程度也比较严重。
第三，车站里的混凝土中柱损坏最为严重，中柱一般沿纵向长度缩短，混凝土保护层开裂，纵向钢筋压弯外凸，箍筋接头脱离，甚至有些混凝土中柱完全丧失承载能力。
液化地层下地铁工程抗地震液化措施研究
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
引 言
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 ，２ ０ ０ ６ ；王 维铭 ，２ ０ １ ３ ） ，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 １ ９ ６ ４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 。其 涉 及 的领 域 涵 盖 了铁 路 、桥 梁 、码 头 、水利 设 施 、高层 建 筑 及 地 下 结构 等 。在 土 的液 化 特 性 、 液化 机 理 、液化 判 别 、液化 大 变 形 及抗 液 化 措施 等 方 面取 得 了很 多科 研 成 果 。但 由于 地 震液 化 问题 本 身 的复 杂 性 ，从 理 论 到 工程 应 用 目前 仍 存 在很 多值 得 探 讨 的 问题 。尤 其 是 针对 地 铁 工 程 ，也仅 有 日本 、美 国等 少数 几 个 国家有 为 数 不 多 的研 究 成 果 ， 且 目前 已采 取 的针 对 地 铁 工程 的抗 液 化 处理 的效 果还 有 待 于 实 践 的检 验 （ 师
地铁区间隧道震害特点、震害分析方法及减震措施的探讨
地铁区间隧道震害特点、震害分析方法及减震措施的探讨要: 目前,我国地铁建设迅速发展,了解地铁区间隧道的抗震性能十分必要,本文将综合论述地铁区间的震害特点及减震措施,并简要阐述目前地铁区间隧道地震反应分析的方法,提出存在问题,以期更好地为地铁结构设计及抗震设防提供依据。
关键词:地铁,地震,分析方法,减震0引言地下铁道是城市现代化交通工具,且是战时重要的人防工程,虽然地下工程结构有周围土体对变形位移的约束作用,使其在受震时所产生的振幅大为减少,受震害的程度较地面建筑为轻,但强震给地下结构带来的影响不容忽视,这一点已被1995年日本阪神大地震所证实,日本这次地震使得地铁区间隧道及地铁车站受到严重破坏,甚至出现地铁车站完全倒塌的先例,地铁结构一旦发生破坏由于其修复困难,往往造成严重的经济损失,所以加强研究地下结构的抗震性能,对地下结构地震反应分析方法及减震措施提出响应的建议十分必要,本文将针对这些问题进行初步探讨。
1 地铁区间隧道震害特点地铁区间隧道属于线性结构,在地震荷载的作用下,由于周围介质的存在,其动态反应会呈现出与地面建筑不同的特性,主要表现为:(1)地铁隧道的振动变形受周围介质的约束作用明显,受震害程度较轻,结构的动力反应一般不明显表现出自震特性,特别是低阶模态的影响。
(2)地震荷载的作用下,地铁区间隧道和其周围介质一起产生运动,当结构存在明显惯性或周围介质与结构间的刚度失配时,结构会产生过度变形而破坏。
(3)地铁区间隧道的震害多发生在地质条件有较大变化的区域,如土质由硬质到软质的过渡带,该地带地层间的相对位移较大直接导致结构发生破坏,相反如果地质条件均匀,即便震级较大,结构也较安全。
(4)地铁区间隧道如果穿过地质不良地带,如断层、沙土液化区等也易遭震害。
(5)结构断面形状及刚度发生明显变化的部位,如隧洞进出口,隧洞转弯部位及两洞相交部位均为抗震的薄弱环节。
(6)区间隧道的破坏形式主要是弯曲裂缝、竖向裂缝,及混凝土脱落,钢筋外露等。
液化场地下结构抗震分析研究
液化场地下结构抗震分析研究一、本文概述《液化场地下结构抗震分析研究》一文旨在对液化场地下的结构抗震性能进行深入的研究和分析。
液化场地，即在地震作用下可能发生土壤液化的地区，对地下结构的抗震设计提出了特殊的要求。
本文首先概述了液化场地的定义、形成机制以及对地下结构可能产生的影响，为后续的研究提供了理论基础。
接着，文章回顾了国内外在液化场地下结构抗震分析方面的研究成果和现状，指出了当前研究中存在的问题和不足。
在此基础上，本文提出了一种新的液化场地下结构抗震分析方法，该方法综合考虑了液化场地对地下结构的影响，以及地下结构本身的抗震性能。
本文的研究内容包括但不限于：液化场地的判别方法、液化对地下结构的影响机制、地下结构的抗震设计方法、液化场地下结构的抗震性能评估等。
通过理论分析和数值模拟，本文旨在揭示液化场地下结构在地震作用下的响应规律，为工程实践提供科学依据和指导。
本文总结了研究成果，指出了研究的局限性，并对未来的研究方向进行了展望。
本文的研究对于提高液化场地下结构的抗震性能、保障地下工程的安全性具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、液化现象及其对地下结构的影响液化现象是指饱和砂土和粉土在地震作用下，受到循环剪切应力的影响，颗粒之间的有效应力逐渐降低，最终导致土体强度丧失，形成类似液体的流动状态。
这一过程不仅导致地面沉陷、裂缝等灾害现象，更对地下结构产生深远影响。
对于地下结构而言，液化现象带来的主要问题是土体的支撑能力减弱甚至丧失。
地下结构如地铁隧道、地下商场、地下管线等，在设计和建造时都依赖于周围土体的支撑。
一旦土体发生液化，地下结构的稳定性将受到严重威胁，可能引发结构变形、裂缝甚至坍塌等严重后果。
液化引起的土体流动也会对地下结构产生冲击作用。
液化土体在地震作用下可能形成流动波，这些流动波会冲击地下结构的墙体和底板，造成结构的破坏。
流动土体还可能携带其他杂物，如石块、树枝等，这些杂物会进一步加剧对地下结构的冲击和破坏。
软土层场地复杂地铁地下车站结构地震反应分析
软土层场地复杂地铁地下车站结构地震反应分析摘要：软土层地基液化是导致地铁地下车站结构在地震中发生严重破坏的重要威胁之一，然而目前对软土场地中地铁地下车站结构地震反应的研究较少，尤其是针对大型复杂异跨地铁地下车站结构地震反应的研究更是少见。
本文主要对软土层场地复杂地铁地下车站结构地震反应进行分析，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。
关键词：软土层；复杂地铁；地下车站；结构地震；反应分析引言软土层场地复杂地铁车站由于隐蔽性强、复杂性大、造价高，一旦发生震害破坏，易造成巨大经济损失。
地铁车站结构性能极易受到周围土体地震动响应特性的影响，特别是对于软土场地，场地液化引起的大变形会加大震害程度。
软土场地中地铁车站结构的地震动响应极其复杂，震动过程受到多种因素的影响，其中埋深是比较重要的影响因素。
1结构及场地条件以及方法1.1结构及场地条件结构及场地条件主要是以南宁某地铁地下车站为工程背景，该地铁为地下区间，区间主要穿越地层为强风化片麻岩、中风化片麻岩，盾构法施工，盾构隧道外径6.2m，区间埋深9．4～13．2m。
本段线路地震动峰值加速度值为0．20g，相当于地震基本烈度为八度，设计地震分组为第二组，地震动反应谱特征周期为0．40s，抗震设防烈度为8度。
根据横波波速判断，该区间覆盖层为29m，场地类别为Ⅱ类。
1.2反应位移法反应位移法主要是将地下结构地震反应的计算简化为平面应变问题，其在地震时的反应加速度、速度及位移等与周围地层保持一致，因天然地层在不同深度上反应位移不同，地下结构在不同的深度上必然产生位移差。
将该位移差以强制位移形式施加在地下结构上，并将其与其他工况的荷载进行组合，则可按静力问题进行计算，来得到地下结构在地震作用下的动内力和合内力。
反应位移法是一种静力法，其概念清晰，可以反映土～结构间的相互作用，是日本等发达国家目前普遍采用的地下结构抗震计算方法。
我国《城市轨道交通结构抗震设计规范》（GB50909－2014）也将反应位移法作为主要计算方法。
可液化土层对地下结构地震反应的影响研究
可液化土层对地下结构地震反应的影响研究刘春晓;陶连金;边金;陈向红;张倍【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2018(062)002【摘要】为了研究砂土液化大变形对地铁车站结构产生的重要影响,使用FLAC3D,采用PL-Fin土体液化本构模型,总结地下结构位于可液化土层时,液化土层从液化初始到产生液化大变形时刻,土体液化、结构位移变形和结构周围土体应力与结构应力变化规律,并与非液化场地下的地下结构地震反应进行对比.主要结论有:地铁车站结构从底部开始液化,引起两侧土体的移动和结构的倾斜上浮;由于结构两侧土体液化较轻微,结构左侧墙临近土体应力及结构应力在液化和非液化场地中的变化规律比较类似,底部土体液化较严重导致液化地层中结构底板及底板相邻土体应力变化同非液化土层存在较大差异.【总页数】7页(P133-139)【作者】刘春晓;陶连金;边金;陈向红;张倍【作者单位】北京工业大学土木工程学院城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室,北京100124;北京工业大学土木工程学院城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室,北京100124;北京工业大学土木工程学院城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室,北京100124;北京工业大学土木工程学院城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室,北京100124;北京工业大学土木工程学院城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室,北京100124【正文语种】中文【中图分类】TU43【相关文献】1.可液化土层分布位置对地下结构地震反应的影响 [J], 刘春晓;陶连金;边金;冯锦华;张宇;代希彤;王兆卿2.可液化土层的位置对土层-地下结构地震反应的影响 [J], 刘春晓;陶连金;边金;王会胜;张恒3.可液化场地中复杂异跨地铁地下车站结构的地震反应分析 [J], 王建宁; 付继赛; 庄海洋; 窦远明; 马国伟4.可液化地基地下结构地震反应特征简化有效应力分析 [J], 赵凯;王秋哲;王彦臻;庄海洋;陈国兴5.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 [J], 庄海洋;周家甫;陈苏;陈国兴因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
天津地铁双桥静力触探评价土层液化分析研究
天津地铁双桥静力触探评价土层液化分析研究通过对天津地铁在建项目中的14 个工点进行双桥静力触探、标准贯入试验和钻探取样综合试验，分析得出了锥尖阻力qc、摩阻比Rf 与黏粒含量ρc 之间的关系，提出了Rf 与ρc 的线性关系式，并采用双桥静力触探的方法对既有工点场地液化进行评价。
标签：地铁勘察；双桥静力触探；土层液化；分析研究0 引言天津市地处华北，地形自西北向东南逐渐降低，地貌为海积—冲积滨海平原及洼地，上部大部分被第四系沉积物覆盖，其中液化土层对天津地铁项目的建设产生了较大的影响。
对于土层是否液化及液化等级的判别，一直是地铁建设工程界探讨的重点。
目前提出的评价地层液化的方法有很多，包括标准贯入试验法、剪切波速法、临界震动加速度法、临界孔隙比法、静力触探法和综合指标法等[1-7]。
研究结果表明，影响砂土液化的因素众多，包括土的性质、应力状态、地震作用和排水条件等。
每种评估方法都有一定的适用范围，因此，存在试验指标可信度和液化判别精确度问题[8]。
双桥静力触探目前在工程勘察中被广泛应用，其具有速度快、稳定性好、精度高、清洁环保等特点，能够连续地划分土层。
本文针对天津地铁在建项目中的14 个工点，采用双桥静力触探、标准贯入和钻探取样相结合的方法，研究天津土层液化特性，提出了依据双桥静力触探进行液化初判公式，得到了双桥静力触探摩阻比和黏粒含量的关系，并通过与常规液化判定方法对比，分析了双桥静力触探试验方法判定液化在天津地铁工程建设中的可行性。
1 试验场地土层特点天津市区地基土层为第四系海陆交互沉积的松散沉积物，20 m 深度范围内的土层按其成因可分为新近沉积层（0～11 m）、晚期冲积层（0～4 m）、中期浅海堆积层（4～14 m）及早期冲积层（14～20 m）。
各层中均有可液化土层分部，一般与黏性土层交错叠层存在，不同区域厚度变化较大，从几十厘米到几米不等。
其中埋深3～12 m 范围内海河等古河道及洼淀新近沉积的粉土呈稍密状态，地震时易液化[9]。
液化场地简支桥梁体系地震反应与抗震性态分析
液化场地简支桥梁体系地震反应与抗震性态分析液化场地是指土壤在地震力作用下失去原有的固结结构，土体颗粒间的胶结力较弱，从而导致土壤呈现液态流动的状态。
在液化场地中存在诸多地震风险，因此对于液化场地上的简支桥梁体系的地震反应与抗震性态进行分析和评估具有重要意义。
液化场地对桥梁体系的地震反应会导致以下几方面的影响：1.桥梁的动力性能下降：液化场地的土体刚度降低，会使桥梁的共振频率降低，从而导致桥梁在地震作用下的动力响应增大。
2.地震动输入的不确定性增加：液化场地的地震动输入的频谱特性可能发生改变，地震动的频率内容可能增加，因此对液化场地上桥梁体系的地震动输入要进行充分考虑。
3.土壤侧向液化引起的侧移位：液化场地的土体容易出现失稳和液化，会引起桥墩的侧向液化和侧移，进而导致桥梁结构破坏或失稳。
为了对液化场地上的简支桥梁体系的地震反应与抗震性态进行分析，需要进行以下几方面的研究：1.土壤动力特性研究：对液化场地进行室内和现场实验，获取土壤的动力特性参数，包括固结指数、动力刚度、阻尼特性等。
2.液化潜能分析：根据现场勘测和土壤试验数据，开展液化潜能分析，确定液化场地上的土层对地震作用的响应特点和潜在液化情况。
3. 地震动输入分析：对液化场地上的桥梁体系进行有效波动输入的确定，考虑地震动的频率内容和Ricker波的主要周期，进行地震动输入的合理化处理。
4.桥梁体系的受力性态分析：根据桥梁结构的几何形状、材料属性、地震动输入等条件，进行桥梁体系的动力响应分析，包括自振频率、振型、位移和应力的计算。
5.桥梁结构的抗震性能评估：将桥梁结构的受力性态与设计要求进行对比，评估桥梁结构的抗震性能是否满足要求，确定是否需要采取抗震加固措施。
通过上述分析和评估，可以对液化场地上的简支桥梁体系的地震反应与抗震性态进行有效的评估和改进设计，提高桥梁结构的抗震能力和安全性。
同时，也对液化场地上的其他工程项目的地震反应和抗震性态分析具有一定的借鉴和参考价值。
液化地层位于地铁盾构隧道上部的抗震措施分析
液化地层位于地铁盾构隧道上部的抗震措施分析地震液化极有可能导致严重的地下结构破坏，已成为工程领域中重要的研究课题。
目前国内在可液化地层地铁抗震设计及施工的经验尚少，且现行的规范在针对液化地层的处理仅为原则性要求，现实中如何实施很难把握。
本文以徐州地铁2号线盾构隧道下穿轻微～中等液化粉土层为背景，结合地震液化机理，抗震规范为基础，结合数值模拟，给出了液化地层位于地铁盾构隧道上部液化处理措施建议，并结合各项措施进行了分析。
分析结果表明：抗液化措施应根据液化地层与隧道关系，液化地层的厚度，液化等级等综合确定。
在结构承载力验算中应考虑液化引起的土压力增加的影响，抗浮稳定性验算中应考虑摩阻力减小及浮力增加的影响。
注浆加固对盾构区间抗地震液化是有利的。
标签：地震粉土液化盾构区间抗液化措施引言由于线网的规划及城市的地理位置条件，许多城市不可避免的会遇到地铁盾构隧道下穿液化地层的问题。
国内对液化问题的重视始于1976年唐山大地震。
目前我国针对抗震的规范有《城市轨道交通结构抗震设计规范》（GB50909-2014）、《铁路工程抗震设计规范》（GB50111-2006）（2009年版）及《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（2016年版），虽然这三本规范给出了原则性指导意见，但现实中如何实施很难把握。
因各地区的地震加速度峰值及加速度反应谱，液化地层与盾构隧道的关系各不相同，针对液化的处理措施因此不能一概而论。
本文针对徐州徐州地铁2号线盾构隧道下穿轻微一中等液化粉土层经过理论及数值模拟分析，对液化地层处于盾构隧道上部提出了有针对性，可操作性的处理方案，为以后类似工程设计及施工提供参考及建议。
1、液化机理土体液化只饱和的砂土、粉土在地震里的作用下，瞬间失去强度，由固态转化为液态的过程。
原先饱和的砂土、粉土颗粒间充满水，地震作用下，土颗粒与水之间相互作用，土颗粒的有效应力降低，水的有效应力增加。
当土颗粒有效应力降低为零时，土体颗粒之间不再有力进行传递，土颗粒将悬浮在水中，随水而流动，这就是土体液化的过程。
地铁工程建设中的地震效应分析——以天津地铁10号线一期工程为例
第17卷 第12期 中 国 水 运 Vol.17 No.12 2017年 12月 China Water Transport December 2017收稿日期：2017-09-02作者简介：王鑫文（1986-），男，天津市勘察院工程师，研究方向为勘察技术与工程。
地铁工程建设中的地震效应分析——以天津地铁10号线一期工程为例王鑫文（天津市勘察院，天津 300381）摘 要：近年来，随着城市交通轨道的建设和发展，国内外对于地铁建设中的地震分析越来越重视，因此，本文以天津地铁10号线一期工程为例，采用波速测试方法，对地铁建设中的抗震效应进行分析，为提高地铁建设的抗震设计提供了依据。
关键词：地铁工程；地震效应；天津地铁10号线；波速测试中图分类号：U231 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2017）12-0245-02一、工程概况 1．地理位置地铁10号线友谊路站位于天津市河西区友谊路与珠江道交口。
沿珠江道方向呈东西方向设置，车站周边主要为商业及办公用地。
车站东北角为国家机构，东南角为津典时代商业及办公场所，西南角为天津新海湾国际商业广场，西北角为龙水园及人工湖。
站台中心里程CK15+659.421，设计起点里程CK15+549.471，设计终点里程为CK15+737.471，车站主体长188m，岛式站台，车站附属建筑包括4个出入口和2个风亭。
天津地区位于华北平原沉降带的东北部、纬向构造体系和新华夏构造体系的交接部位，所处大地构造单元为华北准地台的华北断坳，三级构造单元为沧县隆起，本车站四级构造单元为双窑凸起，第四系沉积厚度在300m 左右，其下为新生界和下古生界基岩。
影响本场地的主要断裂有海河断裂、天津断裂。
海河断裂：该断裂总体呈NWW 方向，西自河北省固安附近，穿过天津市区，经东丽区、塘沽区一直延伸到渤海湾西部海2井附近，贯穿了沧县隆起和黄骅坳陷北部，长约300km，天津地区长70余公里。
地层环境变化对地铁结构设计的影响
地层环境变化对地铁结构设计的影响
地层环境对地铁结构设计具有重要影响，主要体现在以下几个方面：
地层环境对地铁结构的选择和设计具有指导作用。
地下地层的结构和性质直接关系到
地铁的通车安全和运营稳定性。
不同地层环境下，地铁结构的选择和设计方法会有所不同。
在软弱地层，如河床沉积物等地质条件较差的地区，地铁结构需要采用更加稳定的设计方法，以确保结构的承载能力和稳定性。
而在硬岩地层，如花岗岩等地质条件较好的地区，
地铁结构的设计则相对简单一些。
地层的地形起伏、土壤的稳定性以及地下水位等地质因素也会对地铁结构设计产生影响。
地形起伏会导致地铁线路的设计需要考虑不同高度的地下空间，同时还需要考虑地下
通风和排水等问题。
土壤的稳定性直接影响地铁隧道的稳定性和施工难度，因此需要采取
相应的支护措施。
地下水位的高低会对地铁结构的防水设计产生影响，地铁结构的设计需
要考虑地下水位对隧道、车站等结构的渗水问题。
地层环境对地铁的地下施工也有一定的影响。
不同地层环境下，地铁的施工方法和技
术也会有所不同。
对于软弱地层，地铁的盾构施工方法通常会更加适用，因为盾构机能够
在不破坏地层的情况下完成地铁的开挖。
而在较为硬岩地层，采用钻爆法等传统的开挖方
法可能更加合适。
地层环境对地铁的运营和维护也具有影响。
不同地层环境下，地铁的运营和维护需要
考虑的问题也会有所不同。
在地下水位较高的地区，地铁运营需要更加关注地下水位对隧
道和车站设施的影响，需要加强防水措施和维护工作。
严重液化粉土地层中隧道稳定性的研究
严重液化粉土地层中隧道稳定性的研究摘要：我们知道液化粉土地层会对盾构隧道带来不稳定特性，主要体现在地表失稳、建构筑沉降等。
当盾构穿越具有液化特性的粉土层时，我们证明了盾构施工会引起③2粉土的液化，同时液化地层带来其影响的一系列工程连锁反应。
本文基于天津地铁5号线昌凌路站~中医一附院站区间，严重液化地层中隧道稳定性的研究，我们分析了原因，并总结出了相应的技术措施。
关键词：液化粉土地层；地面沉降；隧道稳定；深孔注浆1.隧道稳定因素分析（1）施工中隧道稳定性分析盾构施工过程中影响隧道稳定性的因素有很多，如：开挖面失稳、盾尾漏浆、同步注浆量不标准等，这些因素都会导致隧道不同程度的沉降。
在液化粉土层中施工时，这些因素体现的更为敏感，而后对隧道的稳定性影响更为突出。
表现在施工扰动使液化粉土层发生液化，导致土体之间颗粒发生相对位移，土体重塑，对隧道产生挤压，隧道随之沉降位移。
（2）施工后隧道稳定性分析受扰动的土体在工后较长时间内发生固结变形及次固结变形，导致隧道在工后长期发生沉降。
通过对现有运营隧道的监测分析，发现在隧道建设施工期间发生过较大变形的区段、发生过塌方的部位，或在盾构推进过程中注浆发生问题的地方等，在线路开通投入运营后就会发生较大变形，随着运营时间的增加，不均匀沉降和变形进一步增加。
运营中列车的交通荷载长期循环作用会引起土体累积变形进而产生沉降；轨道交通荷载引起土体累积孔压的消散，会产生再固结变形导致沉降。
在隧道刚投入运营时，隧道周围土层的固结沉降尚未完全结束，随着列车行车密度增加，线路通过的荷载量增加，隧道沉降速率有迅速增加的趋势。
在隧道投入运营几年后，隧道的沉降速率有逐渐趋缓的迹象。
另外管片局部渗漏，使得隧道与上体之间的边界条件由不排水边界改变为排水边界，造成隧道周围土体进一步排水固结，使隧道发生工后沉降，这些都会增加隧道的不稳定性。
我们知道在施工过程中，通过控制开挖面的土压力、改善同步注浆浆液、控制注浆量使隧道在施工过程达到稳定。
地层环境变化对地铁结构设计的影响
地层环境变化对地铁结构设计的影响
地层环境变化是指地质运动、气候变化、水文变化等因素引起地质环境变化。
其中地
质运动包括地震、活动断层、火山喷发等因素，气候变化包括降水量、温度、风力等因素，水文变化包括河流、湖泊、海洋水位等因素。
这些变化都会对地铁结构设计产生很大的影响。
首先，地震是地层环境变化中最重要的因素之一。
地震对地铁结构的影响主要有两个
方面：其一，地震会对地铁隧道的地基产生很大的影响，因此在设计地铁时要考虑地震的
力学参数，如强度、频率等。
其二，地震会对地铁隧道的安全运行产生很大的影响，因此
在设计地铁时要考虑地震的保护措施，如地震隔离装置、结构抗震设计等。
其次，气候变化也会对地铁结构设计产生影响。
气候变化会影响地铁隧道的排水和通风，尤其是降雨量和温度的变化对地铁隧道的影响更大。
因此在设计地铁时要考虑气候变
化对排水和通风的影响，如加强排水设备、增加通风设备等。
综上所述，地层环境变化对地铁结构设计有很大的影响，因此在设计地铁时要全面考
虑地质、地震、气候、水文等因素。
只有这样，才能够构建安全、稳定、可靠的地铁结
构。
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。
液化场地下结构抗震分析研究
液化场地下结构抗震分析研究地震是一种常见的自然灾害，对人类社会具有极大的危害性。
在地震作用下，地下结构容易产生液化现象，从而对结构的稳定性和安全性产生不利影响。
因此，液化场地下结构的抗震分析研究具有重要意义。
本文将对液化场地下结构的抗震分析进行探讨，以期为相关领域的研究提供参考。
在搜集资料方面，我们通过对学术论文、专利、报告等资料的收集和整理，了解了液化场地下结构抗震分析的研究现状和发展趋势。
同时，我们也对相关工程的实际案例进行了分析，以便更好地理解液化场地下结构的抗震性能。
在确定结构框架方面，我们根据所搜集的资料，建立了液化场地下结构抗震分析的结构框架。
该框架包括液化土的性质、地下结构的类型和特点、地震作用的计算方法、液化判定准则以及抗震措施等几个方面。
在细化分析方面，我们首先对液化土的性质进行了深入研究，探讨了液化土的物理力学特性对地下结构抗震性能的影响。
同时，我们还对不同类型的地下结构进行了分析，了解了它们的抗震性能和特点。
在此基础上，我们采用数值模拟方法，对地下结构在地震作用下的响应进行了分析，并对其液化可能性进行了判定。
在撰写文章时，我们注意逻辑清晰、语言准确，按照“问题引入、相关研究综述、研究方法与过程、结论与讨论”的顺序展开。
同时，我们避免了使用过于复杂的公式和图表，以便让读者更好地理解和掌握文章内容。
在完成文章初稿后，我们对全文进行了认真审查和修改，确保文章的质量和流畅性。
具体来说，我们重点审查了以下几个方面：论点是否明确；论据是否充分；结构是否合理；表述是否清晰；液化现象是指由于地震、爆炸、撞击等外部作用力，使得地表土体受到强烈震动，导致土体结构破坏、颗粒重新排列，进而形成液体状态的过程。
液化现象对人类社会具有严重的危害性，如建筑物损坏、土地沉降、交通设施受阻等，因此对场地液化特征及影响因素的评价具有重要意义。
液化表面张力是指液化过程中，液态土体表面受到的分子间作用力。
在微观结构上，液化表面张力表现为土体颗粒的重力作用被液态分子间的相互作用所取代。
地层环境变化对地铁结构设计的影响
地层环境变化对地铁结构设计的影响地铁是现代城市快速轨道交通系统中重要的组成部分，而地层环境变化对地铁结构设计具有重要的影响。
本文将从地层环境变化的主要原因、其对地铁结构稳定性的影响以及应对措施等方面进行探讨，旨在提高地铁工程师对环境因素的认识，为地铁工程的设计提供参考。
一、地层环境变化的主要原因地层环境变化指的是地下环境条件的改变，其主要原因包括以下几个方面：1.地下水位变化：城市工业化和城市化过程中，城市地下水系统的改变会直接影响地下水位的变化，进而影响地铁结构的稳定性。
2.地震活动：地震活动是导致地层环境变化的一个重要因素。
地铁结构在地震中承受的荷载会相对较大，因此设计时需要考虑到地震的影响。
3.地下工程：地下工程的施工过程会使周围地层环境发生变化，特别是在地铁施工过程中，需要进行大规模的土方开挖和隧道建设。
地铁结构的稳定性是地铁工程中最重要的设计指标之一。
地层环境变化会导致地铁结构的承载能力、刚度和稳定性发生变化，进而影响其使用寿命和安全性。
具体表现有以下几个方面：1.隧道结构的变形和开裂：当地下水位变化较大或地震活动时，土层的压实度发生变化，会导致隧道结构的变形和沉降，进而引起开裂。
2.隧道管道的变形和脱落：地震等因素导致地层环境变化时，隧道的管道可能会发生变形或脱离固定，特别是在地震中更为严重。
3.隧道结冰：地下水位过高或者环境湿度过大，在寒冷季节会导致隧道结冰，增加地铁运行时的风险。
三、应对措施为了解决地层环境变化对地铁结构的影响，需要进行一系列的预防和治理措施。
具体措施如下：1.结构设计：在设计地铁结构时，需要对地下水位、地震和地下工程施工产生的影响进行充分评估，依据评估结果进行合理的结构设计，确保地铁结构在复杂的地层环境中具有足够的承载力和稳定性。
2.隧道支护：针对隧道结构的变形和开裂，可以通过填充土、设立支撑结构等方式加强隧道支撑力度。
3.隧道排水：针对地下水位的变化，可以通过安装排水管道和进行隧道排水等方式将地下水排除，减小隧道的润湿度和冰冻风险，防止地铁发生滑坡和崩塌。
可液化土层的位置对土层地下结构地震反应的影响
可液化土层的位置对土层地下结构地震反应的影响摘要：�榱搜芯坎煌�位置的液化土层对地下结构地震反应的影响，采用PL-Fin土体液化本构模型，使用FLAC3D 进行了研究，总结了液化土层发生液化大变形时刻液化区分布、孔隙水压力与超静孔隙水压力比变化规律及差异、地下结构的位移及差异沉降规律，并与非液化场地下的地下结构地震反应进行了对比.主要结论有：当结构底部存在液化土层时，引起的结构位移最大，使结构下沉；结构两侧的土体液化会引起结构上浮，并使侧墙水平向向层间位移和顶底板竖向层间位移增加；结构整体位于液化土层中时，土体位移、结构位移和结构层间位移差都不是最大值，仅研究结构整体位于液化土层的规律存在不足；结构周围、两侧、底部、底部45°位置、左右两侧和底部45°位置以及底部和底部45°位置存在液化土层位置共计6种工况下结构顶板y向层间位移变化规律基本一致，但车站不同位置存在液化土层，土层液化的反应和对结构的影响存在一定差异；液化大变形发生在孔隙水压力和超孔压比突增后的1～3 s后，因此可由孔隙水压力和超孔压比的突变判断是否发生液化大变形.关键词：液化；地下结构；PL-Fin模型；地震反应中图分类号：TU 93 文献标志码：A文章编号：1674-297405-0143-14Abstract：In order to study the seismic response of underground structures when liquefied soil layer is located in different positions，the PL-Fin constitutive model proposed and developed in FLAC3D was used in this paper. The time when large deformation occurred，liquefied area distribution，the law and difference of pore water pressure and excess pore water pressure ratio，the law of the displacement characteristics，and differential settlement of structure were summarized. Their differences were also compared and analyzed when the structure is on non-liquefied soil layer. The primary conclusions are as follows：the displacement of structure was the largest when liquefied soil layer was under structure and caused the structure sink；the liquefied soil on both sides of the structure caused the structure float upward，and increased the displacement between the layers of side walls in the horizontal direction as well as between the roofs and floors in the vertical direction；the soil displacement and the displacement and differential settlement of structure were all not the largest when structure was all located over the liquefied soil，so it was not enough to only study the law when structure was embedded in liquefied soil；the law ofthe y-displacement of story drift on top plate was similar when the liquefied soil was located at six different positions including around the structure，on its two sides，in its bottom，in 45 degrees at the bottom of the location，on its two sides and 45 degrees at the bottom of the location，and in its bottom and 45 degrees at the bottom of the location，but the response of liquefied soil and the influence on the structure performance were different；and the large deformation caused by liquefaction occurred in 1 to 3 seconds after the jump of pore water pressure and the excess pore water pressure ratio，so their mutation can be considered as judgement on whether the large deformation occurred or not.。
地震液化对地铁工程的危害及对策_余洁
第2 期
余
洁： 地震液化对地铁工程的危害及对策
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初始孔隙比与相对密度对液化的影响趋势是相同 的， 初始孔隙比越大， 相对密度越小， 则孔隙水压力传 递越快， 在不排水条件下， 超静孔隙水压力累积越快， 砂土越易液化； 相反， 初始孔隙比越小， 相对密度就越 大， 超静孔压力累积越慢， 砂土就越不容易液化。 2 ． 3 ． 3 砂土结构 砂土结构性对于液化也能产生一定的影响 。土粒 的排列、 胶结物和均匀性不同， 其抵抗液化的能力也就 不同。原状砂比实验室内制备的砂样难液化， 其抗液 化的能力约增加 1． 5 ～ 2． 0 倍。 历史上未受过地震的 砂土比受过历史地震的砂土难液化， 这主要是地震导 。 致了其结构的改变
上覆非液化土层厚度决定着土的初始限制压力 ， 在地震荷载下土的液化可能性因初始限制压力 （ 初始 上覆压力和侧限压力以及剪应力 ） 而不同， 即限制压 力（ 埋深） 愈大， 砂土层液化所需聚集的孔隙水压力就 越高， 即液化的难度越大， 反之则越容易液化。在日本 新潟地震时这种影响在现场也可看到， 在一个 3 m 厚 的填土下面的土层保持稳定， 但是在填土范围以外的 同样的砂土却广泛地液化， 在海城地震 （ 1975 年 ） 时也 看到了类似的情况。 2 ． 2 ． 2 地下水位高低和上层的排水条件 地下水位高低和上层的排水条件直接影响砂层液 化的产生和发展。 地下水为砂土的饱和创造了条件。 地下水位愈高， 土层就愈容易液化反之愈难液化 ， 而上 覆土层的透水性是影响其下砂土层是否发生液化的关 键因素之一。上覆土层透水性大， 砂土层中的水就会 通过上覆土层排出， 超静孔隙水压力很快就消散了， 很 难在砂土层内聚集起使砂土层液化所需的超静孔隙水 压力条件， 砂土层一般不会液化； 上覆土层透水性较 涌入砂土层的水才不会很快排出而在砂土层内部 弱， 随着水的不断涌入， 孔隙水压力增高， 发生液化。 聚集， 2． 3 土体条件 土体条件是指土的密实程度和颗粒特征 。 2 ． 3 ． 1 土的粒径与级配 试验及实测资料表明： 粉、 细砂、 粉土比中、 粗砂容 易液化， 即粒径越大越不易液化。 级配越良好的材料 不容易发生液化， 不均匀系数愈小， 级配差的砂土愈容 易发生液化。当不均匀系数超过 10 时的砂土一般不 易发生液化。砂土粒径的大小对液化也有不同影响 。 2 ． 3 ． 2 相对密度或孔隙比 砂土的相对密度或孔隙比是影响液化的主要因 素。通常， 相对密度越大， 砂土越难液化。据室内试验 当加速度为 0． 20 g， 若相对密度值达到 研究结果表明， 62． 5% 时， ； 砂土一般不液化 当加速度为 0． 40 g， 若相 66% ， ； 对密度值达到 以上时 砂土一般不液化 当加速 度为 0． 50 g， 若相对密度值达到 66． 5% 以上时， 砂土一 般不液化。在 1964 年日本新潟市大地震时， 相对密度 为 50% 左右的地方， 砂土广泛地发生了液化。 但是在 相对密度大约超过 70% 的区域就没有发生液化。
地铁车站结构上穿可液化土层地震响应分析
地铁车站结构上穿可液化土层地震响应分析
安军海;闫宏锦;赵志杰;蒋录珍
【期刊名称】《科学技术与工程》
【年(卷),期】2022(22)17
【摘要】地基液化是导致地下结构在地震中发生严重震害的重要威胁之一。
以北京某箱型框架式地铁车站上穿一定厚度的可液化土层为工程背景,基于有限差分软件FLAC_(3D)建立了含有可液化土层的场地土-地下结构相互作用数值模型,分析了场地液化分布特征、周围场地位移沉降及矢量特征、地下结构动力反应及上浮特征等。
结果表明,地下结构的存在加大了可液化场地的地层变形,但会显著降低结构上方一定范围内地表土体的地震响应;可液化土层中的孔压发展表现为“起始缓慢增长、最后急速增加至峰值并保持一定时间,最后缓慢消散”的规律,孔压达到峰值的时刻与输入地震动的峰值时刻接近;结构的竖向位移变化表现出“起始少量下沉,然后振荡上升,随后急剧上浮,最后缓慢下降”的发展阶段;液化场地中,地铁车站结构附近的土体部分上浮、部分沉陷是造成地表土体开裂的内因;下部可液化土层对上穿的地下结构的地震响应具有一定的隔震效果。
【总页数】9页(P7080-7088)
【作者】安军海;闫宏锦;赵志杰;蒋录珍
【作者单位】河北科技大学建筑工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU435
【相关文献】
1.可液化土层的位置对土层-地下结构地震反应的影响
2.可液化场地中复杂异跨地铁地下车站结构的地震反应分析
3.可液化土层分布对土-地铁地下结构地震响应影响的振动台试验研究
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水 压 力聚 集 的就 高 ， 就 越 易造 成 液化 ， 反 之 则 不 易造 成 液化 。 在 振动 作用 下孔 随着时 间而 增长 的 。 １ ＿ ２埋藏 条件
外 的 高校及 科 研 院所 开始 研 究地 震 液化 对 地铁 结 构 的
影 响及 处理 方法 。
化； 上 覆 土层 透水 性 较弱 ， 涌 入砂 土 层 的水 不会 很 快 排
出而在 砂 土层 内部 聚集 ， 孔 隙水压 力增 高 ， 发 生液 化 。
１ ． ３土性 条件
和状 态 ，如 果在 这种 情况 下土体 受 到 地震 、动 荷 载作 用， 会 有 变得 更 紧密 的趋 势 ， 这 种趋 于 紧密 的作用 使 孔 隙水 压 力骤 然上 升 ， 而在 这 短 暂 的震动 过 程 中 ， 骤然 上 升 的孔 隙水 压力 如 果来 不 及 消散 ，就 使 原来 由土颗 粒 间接触 点传 递 的应 力 （ 有 效应 力 ） 减小， 当有 效 应 力完 全 消 失时 ， 土层 会 完全 丧 失抗 剪 强度 和承 载 能力 ， 变成 像 液体 一样 ， 这 就是 地基 土 的地震 液化现 象 。
土 性 条 件 是 指 土 的密 实 程 度 和 颗 粒 特 征 。 粉 、 细 砂、 粉土 比中砂和 粗砂 容 易液化 。级配均 匀 的材料 比级 配 良好 的材 料更 容 易发生 液化 。不均匀 系数 愈小 ， 砂 土 愈容 易发 生液化 。当不 均匀 系数 超过 １ ０的砂土 一般 不 易发 生液 化 。 粗 粒砂 土较细 粒砂 土更 难 于液化 。 砂土 的 相对 密度 越 大 ， 砂 土 越 难液 化 。初 始孔 隙 比越 大 ， 相 对
液 化 。另 外土 粒 的排 列 、 胶 结 物 和均 匀性 不 同 ， 其 抵 抗 液化 的 能力 也就 不 同 。原状 砂 比 实验 室 内制 备 的砂 样
难液 化 。历 史上 受过 多次 小地 震 的砂 土 比受 过 历史 地
震 的砂土 难液 化 。
动 荷 条件 是指 地震 强度 （ 产 生 的地 面加 速度 峰 值） 和 地震 持 续时 问 。 对 某 一种砂 土 ， 在一 定 的限制压 力 下 地 震 时是 否会 发 生液 化 ，主 要 决定 于地 震 引起 的应 力 或应 变 的大 小 ，而这 些 应力 或 应变 的大 小与 地面 震 动 的强 弱有 关 。应 力 愈大 （ 地 震 烈度 高 ， 地 面加 速度 大 ） ， 就 愈 易液 化 ， 反之 愈不 易液 化 。地面 震动 的持 续时 间是 确 定液 化 可能 性 的一个 重 要 因素 。地 震 持 续时 间长 意 味着作 用 在砂 土层 上 的往 复 加荷 次 数就 多 ， 内部 孔 隙
关键词 ： 液化地层； 地铁； 地震性能
天 津地 处华 北 平 原 北 部 ， 东临 渤 海 ， 北依燕 山， 地
（ 埋 深） 愈大 ， 砂 土层 液化 的难度 越 大 ， 反 之则 越 容 易液
质构 造复 杂 ， 大部分 被新 生代 沉积 物覆 盖 。地势 以平 原
和洼 地为 主 ， 地 质条 件 复杂 。液化 地层 对 天津地 铁 区间
化 。地 下水 位 高低 和 上层 的排 水 条件 直 接影 响 砂 层液
化 的产 生和 发展 。 地 下水 位愈 高 ， 土 层就 愈容 易液 化反 之 愈难 液 化 ，上 覆土 层透 水 性 大 ，砂 土层 一般 不 会 液
结构 的影 响较 大 。
１地震液化机理
松散 的砂 土和 粉 土 ，在 地 下水 的作 用 之 下达 到饱
３ 天津地铁 区间结构抗震液化 影响分 析
以天津 地铁 ５号线 昌凌 路一 中 医一 附 院 区间 为例
进行 研 究分析 。
埋 藏条 件 是指砂 土层 自身 的条件 及 相邻 土 层 的条 件 。上覆 土层 厚度 决定着 土 的初始 限制 压力 ， 限制 压力
第２ ５卷 第 ２期 ２ ０ １ ５年 ４月
天 津 建 设 科 技
Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
市 政 公 用 建 设
液化 地层 对天 津地铁 区间结构 抗震 性 能 的 影 响分 析及 防治 措 施
２ 地 下 工 程地 震 液化 影 响及 处 理措 施研 究 现 状
目前 国 内外对 于 地铁 地 下结 构 的抗 震 研 究 ，考虑 地 震液 化 的 尚少 ， 而对 于 地下 结 构 的地 震液 化 响应 ， 多 局 限于地 下 埋管 等小 型 地 下结 构 。但 在我 国地铁 建 设 时， 许多城 市 都遇 到 了地 震 液化 对 工程 的影 响， 比如 南 京地 铁 １ 号 线 穿越 古秦 淮河 道 、 广 州 地铁 广 佛线 、 南 京 地铁 ２号线 穿越 河 西地 区饱和 粉 细砂 层 等 ， 目前 国 内
影 响饱和 土 液化 的因素 很 多 ，归 纳起 来 其主 要 因
素 有 ３大 类 ： 一 是动 荷 条 件 ； 二类 是 埋 藏 条 件 ； 三 类 是 土性 条件 。
１ ． １动荷 条 件
密度越小， 则 孔 隙 水压 力 传 递 越 快 ， 在 不 排 水 条件 下 ，
超 静 孔 压 力 累积 越 快 ， 砂 土越 易液 化 ； 相反 ， 砂 土不 易
口 文 ／郑 习 羽 郑 习 羿
摘
要： 文章 首先分析 了地震液化 的机理及 目前地 下工程地震液化影响及处理措施的研 究
现状 ， 以天 津地铁 ５ 号 线 昌凌路 一 中 医一 附 院 区间为 例分析 了地层 液化 对 天 津地铁 区间结构 的影 响 ， 最后 从设 计及 施 工两方 面提 出 了抗地 震液 化 的措 施 。