邹　炎

(中国地震局工程力学研究所, 哈尔滨150080)



地下结构地震反应规律和抗震设计方法研究

邹炎

(中国地震局工程力学研究所, 哈尔滨150080)

随着城市轨道交通系统， 尤其是地铁的大规模建设， 城市轨道交通系统的安全问题已经成为重中之重。 地铁系统要在长时间的运行周期内保证安全， 就必须具有良好的抗震性能。 对于地下结构抗震问题， 模型试验和数值计算是必不可少的两种手段， 合理且简便的抗震设计方法是研究所要达到的目标， 而地下结构周围土体材料的非线性动力本构模型是研究中的难点。 本文对地下结构的地震反应规律和抗震设计方法进行了深入研究， 取得了如下研究成果：

(1) 土的本构模型。 根据Hardin和Drnevich提出的土体动应力-应变关系曲线以及其在非等幅往返荷载作用下的Pyke修正， 结合Dafilias和Popov等人提出的边界面理论， 构造了基于Hardin曲线的土体边界面本构模型， 并在ADINA中利用自定义材料的二次开发实现了该本构模型。

(2) 二维有限元动力计算。 采用Opensees对饱和砂土场地的地震反应进行了非线性动力有限元分析， 并通过改变土性、 地震动幅值、 持时、 频率等因素后数值模拟的对比， 分析了各因素对可液化场地地震反应的影响； 然后对饱和砂土中带中柱箱型隧道的地震反应进行了输入不同幅值地震动时的动力计算， 分析了场地和结构的加速度反应及其频谱特性、 场地的永久变形、 隧道的变形和位移、 以及隧道的内力分布， 揭示了可液化土层中箱型隧道的地震反应规律和震害机理。……