吴 敏

(上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司， 200125， 上海//工程师)

随着我国基础建设的大力发展，城市地下空间被大量开发和利用。长期以来，人们普遍认为地下结构抗震性能优于地面结构[1]。直到1995年日本阪神大地震中，大开站等地下结构遭受严重震害，地下结构抗震设计才逐渐引起工程设计人员的重视。

目前，简化抗震设计方法依然是工程设计人员进行地下结构抗震设计的主要手段。而开展简化抗震设计的第一步是计算等效地震荷载，即进行土层地震反应分析。过去，人们开发出了等效线性化程序(如经典的Shake91)进行一维土层地震反应分析。研究表明，等效线性化方法不能反应土层真实的运动过程，在输入地震动强度较大时，计算误差较大，甚至还可能出现死循环现象[2]。此外，笔者通过长期实践发现，与动力时程法相比，采用等效线性化程序计算所得等效地震荷载进行抗震分析时，所得的结构内力总是偏小，等效线性化方法的准确性受到质疑。如今，有限元方法广为人知。《城市轨道交通结构抗震设计规范》[3](GB 50909—2014)中指出，动力有限元方法可以用于自由场的地震反应分析，但缺乏具体要求。人们对于如何准确采用动力有限元方法进行土层地震反应分析知之甚少。

本文以上海某地下结构为工程依托，采用大型通用有限元软件ABAQUS进行二维自由场地震反应分析，详细介绍了建模过程及其要点，并以传统等效线性化程序EduShake为对照，验证了该方法的有效性。……