论文部分内容阅读
盾构隧道已成为地铁工程的主要方式，由于其整体刚度小、地震动时易发生破坏，因此对结构地震响应的研究具有重要意义。盾构隧道在地铁工程中一般为双线并行或立体交叉，与单线隧道相比，双线隧道还需考虑结构间的相互作用，其地震响应更为复杂，因此对双线隧道的动力响应规律与设计方法的改进有待进一步研究。 在北京地铁17号线03标段工程中，两条盾构隧道由平行同层逐渐过渡至竖向叠落，形成了复杂的地下空间组合方式；本文依托该工程，对双线隧道的动力响应规律进行研究，提出适用于双线水平并行盾构隧道抗震分析的改进反应位移法，对该工程区间盾构隧道进行抗震安全性评价。具体研究内容和结论如下： （1）详细介绍了动力时程分析方法建模的基础内容和反应位移法的求解过程，以便快速进行盾构隧道的抗震反应计算；阐述了隧道结构的抗震构造措施及减震机制，为盾构隧道抗震性能的优化提供设计依据。 （2）以有限元分析软件Midas-NX为计算工具，采用动力时程分析法，模拟不同空间组合形式下双线盾构隧道及其周围土体的地震响应特性，揭示了隧道—土体—隧道的相互作用机理，总结出关于结构动力响应的普遍规律。 （3）以有限元结构分析软件SAP84为计算工具，结合反应位移法的基本原理，提出了一种适用于双线水平并行盾构隧道横断面抗震分析的改进反应位移法，即在双线隧道之间设置夹土弹簧来反映土体—结构间的相互作用；通过结构动力响应的变化趋势，根据距径比划分双线隧道的相互作用区域：a）d/D≤4/3，严重影响区，b）4/3＜d/D≤2，中度影响区，c） d/D＞2，轻微影响区；改进反应位移法适用于严重及中度影响区，轻微影响区建议仍采用反应位移法。 （4）根据北京地铁17号线03标段的地震风险源划分、国内相关规范以及国内外学者的研究成果，分析依托工程模型中典型监测面—监测点的地震响应；采用反应位移法及改进反应位移法对标准断面进行抗震效应计算；采用抗震构造措施（选取结构管片、加固地基和设置减震层）进行抗震性能优化。 预期研究成果对地铁区间盾构隧道的抗震设计及施工具有重要意义，在双线水平并行盾构隧道横断面抗震分析方面的应用前景广阔。