上软下硬地层大跨无柱地铁车站地震响应分析

doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2017.S2.005

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隧道建设（中英文） ›› 2017, Vol. 37 ›› Issue (S2): 26-34.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2017.S2.005

上软下硬地层大跨无柱地铁车站地震响应分析

刘庭金^{1, 2}，许炜星¹，唐欣薇^{1, *}

（1. 华南理工大学土木与交通学院，广东广州 510640； 2. 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室，广东广州 510640）

收稿日期:2017-06-26 修回日期:2017-10-13 出版日期:2017-12-30 发布日期:2018-02-25
作者简介:刘庭金（1976—），男，江西赣州人，2004年毕业于同济大学，地下结构专业，博士，副教授，主要从事地铁结构安全保护工作。Email: Liu_tingjin@163.com。 *通信作者：唐欣薇， Email: cttangxw@scut.edu.cn。
基金资助:
国家自然科学基金项目（51678248）；华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室自主研究课题（2016KB16，2017KB15）

Analysis of Seismic Response of Largespan Columnfree Metro Station Structure under Uppersoft and Lowerhard Composite Strata

LIU Tingjin^{1, 2}, XU Weixing¹, TANG Xinwei^{1, *}

(1. School of Civil Engineering and Transportation, South China University of Technology, Guangzhou 510640, Guangdong, China; 2. State Key Laboratory of Subtropical Building Science, South China University of  Technology, Guangzhou 510640, Guangdong, China)

Received:2017-06-26 Revised:2017-10-13 Online:2017-12-30 Published:2018-02-25

摘要/Abstract

摘要：

为研究大跨度无柱地铁地下车站结构在上软下硬地层中的地震响应，以广州地铁11号线为依托工程，采用ABAQUS软件开展该类复合地层中车站结构的震害规律分析，对比研究软硬地层交界面处于车站结构不同位置时结构地震动响应特性的异同及规律。结果表明： 1）在强震作用下，软硬交界面分别位于中板上下两侧时结构的损伤程度、最大相对水平位移、残余变形量及摆动形态均有很大差异； 2）随着地震波峰值加速度的增大，交界面处于中板及以下时，其位置的变化造成车站结构地震响应的变化程度比交界面处于中板及以上时有大幅增长； 3）车站结构顶板相对底板的加速度放大系数与地震波大小及软硬地层交界面的埋深密切相关； 4）车站结构的地震响应随软硬地层间剪切模量比值的变化在一定范围内产生较大变化，当剪切模量比值小于1/40时，地震响应的变化趋势将不再显著。

关键词: 大跨度, 无柱, 地铁车站, 复合地层, 地震响应

Abstract:

The rules of seismic response of largespan columnfree metro station under uppersoft and lowerhard composite strata are studied by software ABAQUS based on Guangzhou Metro Line No. 11. Six cases are set with interface between soft and hard strata horizontally implemented in different positions of station structure. And comparisons on seismic response of structure among different cases are analyzed. The results show that: 1) As interface positioning above or below middle slab of station structure, seismic response, i.e. damage degree, maximum relative horizontal displacement, residual deformation and shaking form, are distinguished under strong seismic. 2) With increment in peak acceleration of seismic wave, variation of structure′s seismic response caused by interface′s position gains more augmentation when interface positioning above middle slab than below. 3) Amplification coefficient of acceleration between roof slab and bottom slab is closely related to size of seismic as well as thickness of soft stratum. 4) Ratio of shear modulus between different strata has an effect on seismic response of metro structure to a certain degree. When ratio is smaller than 1/40, stabilization is observed on the difference of seismic response.

Key words: largespan, columnfree, metro station, composite strata, seismic response

中图分类号:

U 45

刘庭金，许炜星，唐欣薇. 上软下硬地层大跨无柱地铁车站地震响应分析[J]. 隧道建设, 2017, 37(S2): 26-34.

LIU Tingjin, XU Weixing, TANG Xinwei. Analysis of Seismic Response of Largespan Columnfree Metro Station Structure under Uppersoft and Lowerhard Composite Strata[J]. Tunnel Construction, 2017, 37(S2): 26-34.

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上软下硬地层大跨无柱地铁车站地震响应分析

Analysis of Seismic Response of Largespan Columnfree Metro Station Structure under Uppersoft and Lowerhard Composite Strata

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