岩土力学 ›› 2021, Vol. 42 ›› Issue (2): 462-470.doi: 10.16285/j.rsm.2020.0837

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

土-地下结构体系拟静力推覆试验 模型箱类型的优选

韩润波1,许成顺1,杜修力1,许紫刚1, 2   

  1. 1. 北京工业大学 城市与工程安全减灾教育部重点实验室,北京 100124; 2. 华东交通大学 江西省岩土工程基础设施安全与控制重点实验室,江西 南昌 330013
  • 收稿日期:2020-06-19 修回日期:2020-11-04 出版日期:2021-02-10 发布日期:2021-02-09
  • 通讯作者: 许成顺,女,1977 年生,博士,教授,博士生导师,主要从事岩土力学基础理论与试验研究。E-mail: xuchengshun@bjut.edu.cn E-mail:hanrunbo1987@126.com
  • 作者简介:韩润波,男,1987 年生,博士研究生,主要从事地下结构抗震领域的研究。
  • 基金资助:
    国家重点研发计划(No. 2018YFC1504305);国家自然科学基金创新研究群体项目(No. 51421005);教育部“创新团队发展计划” (No. IRT13044)

Optimization of model box type in quasi-static pushover test of soil-underground structure system

HAN Run-bo1, XU Cheng-shun1, DU Xiu-li1, XU Zi-gang1, 2   

  1. 1. Key Laboratory of Urban Security and Disaster Engineering of the Ministry of Education, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China; 2. Jiangxi Key Laboratory of Infrastructure Safety Control in Geotechnical Engineering, East China Jiaotong University, Nanchang, Jiangxi 330013, China
  • Received:2020-06-19 Revised:2020-11-04 Online:2021-02-10 Published:2021-02-09
  • Supported by:
    This work was supported by the National Key R&D Program of China (2018YFC1504305), the Science Fund for Creative Research Groups of the National Natural Science Foundation of China (51421005) and the Program for Innovative Research Team in University of Ministry of Education of China (IRT13044).

摘要: 针对土-地下结构体系拟静力推覆试验的需求,采用数值方法对试验中模型箱类型及侧边界位移分布影响进行了讨论。首先介绍了土-地下结构体系拟静力推覆试验方案,随后基于该试验方案分别建立试验推覆方法的自由场有限元模型及土-结构有限元模型进行数值分析,重点对比侧边界位移分布形式不同的情况下,土-地下结构体系拟静力推覆试验中的等效地震荷载分布、土-结构相互作用力、结构抗震能力及混凝土结构等效塑性应变等方面的差异。结果表明,试验中控制侧边界位移分布形式将直接影响等效地震荷载分布,进而影响土-结构相互作用力及结构内力分布,特别是侧边界位移分布形式对多层模型结构试验结果影响较为显著,甚至可能影响试验中多层模型结构的破坏过程及薄弱构件。考虑到地震动荷载的随机性及地下结构形式的多样性,在土-地下结构体系拟静力推覆试验中采用侧边界位移分布形式可调的层状剪切箱较为合理。

关键词: 地下结构, 抗震性能, 侧边界位移分布, 拟静力推覆试验, 层状剪切箱

Abstract: For quasi-static pushover test of soil-underground structure system, the optimization of model box type and the influence of lateral boundary displacement distribution in the test are studied by the numerical method in this paper. Firstly, a quasi-static pushover test scheme of soil-underground structure system is introduced, and then the free-field finite element model and the soil-structure finite element model of the quasi-static pushover test are established and analyzed. It compares the distributions of the equivalent seismic load, the soil-structure interaction forces, the seismic capacity of the structure and the equivalent plastic strain nephogram of concrete structures under different lateral boundary displacement distributions. The results show that the distribution of the lateral boundary displacement has influences on the distribution of the equivalent seismic load and the soil-structure interaction forces and the structural inner forces. In particular, the lateral boundary displacement distribution has a significant impact on the test results of the multi-story model structure, and may even affect the failure process and weak components of the multi-story model structure. Due to the randomness of seismic load and the diversity of model structure, it is reasonable to use laminar shear box with adjustable lateral displacement distribution in the quasi-static pushover test of soil-underground structure system.

Key words: underground structures, seismic performance, distribution of lateral boundary displacement, quasi-static pushover test, laminar shear box

中图分类号: 

  • TU 92
[1] 徐超, 罗敏敏, 任非凡, 沈盼盼, 杨子凡. 加筋土柔性桥台复合结构抗震性能的试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 179-186.
[2] 禹海涛, 张正伟, 李 攀, . 地下结构抗震设计的改进等效反应加速度法[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2401-2410.
[3] 张卢明, 周勇, 范刚, 蔡红雨, 董云. 强震作用下核安全级反倾层状软岩高陡边坡组合支挡结构抗震性能研究与加固效果评价[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1740-1749.
[4] 潘旦光, 程业, 陈清军. 地下商场结构对地面运动影响的振动台试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1134-1145.
[5] 骆冠勇, 马铭骏, 曹洪, 潘泓, . 临江地下结构主被动联合抗浮方法及应用[J]. 岩土力学, 2020, 41(11): 3730-3739.
[6] 王冲, 胡大伟, 任金明, 周辉, 卢景景, 刘传新, . 侵蚀性环境对地下结构渗透和力学特性影响研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3457-3464.
[7] 许紫刚, 杜修力, 许成顺, 韩润波, 乔磊. 复杂断面地下结构地震反应分析的 广义反应位移法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3247-3254.
[8] 庄海洋, 付继赛, 陈 苏, 陈国兴, 王雪剑, . 微倾斜场地中地铁地下结构周围地基液化与变形特性振动台模型试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1263-1272.
[9] 许紫刚, 杜修力, 许成顺, 张驰宇, 蒋家卫. 地下结构地震反应分析中场地瑞利阻尼 构建方法比较研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4838-4847.
[10] 宋林辉,王宇豪,付 磊,梅国雄,. 软黏土中地下结构浮力测试试验与分析[J]. , 2018, 39(2): 753-758.
[11] 曹 洪,朱东风,骆冠勇,潘 泓, . 临江地下结构抗浮计算方法研究[J]. , 2017, 38(10): 2973-2979.
[12] 刘仰鹏,贺少辉,汪大海,李丹煜. 超大跨度深埋地下结构围岩压力计算研究[J]. , 2015, 36(S2): 118-124.
[13] 谷 音,庄舒曼,卓卫东,孙 颖. 考虑饱和土的地铁车站结构非线性地震反应研究[J]. , 2015, 36(11): 3243-3251.
[14] 张志国 ,杨 阳 ,牟春来 ,肖 明 , . 水电站地下厂房结构抗震计算方法探讨[J]. , 2014, 35(S1): 319-327.
[15] 徐 乾,张永兴 ,陈建功 . 锚杆参数对锚固边坡抗震性能影响研究[J]. , 2013, 34(S1): 472-478.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 姚仰平,侯 伟. 土的基本力学特性及其弹塑性描述[J]. , 2009, 30(10): 2881 -2902 .
[2] 夏栋舟,何益斌,刘建华. 土-结构动力相互作用体系阻尼及地震反应分析[J]. , 2009, 30(10): 2923 -2928 .
[3] 徐速超,冯夏庭,陈炳瑞. 矽卡岩单轴循环加卸载试验及声发射特性研究[J]. , 2009, 30(10): 2929 -2934 .
[4] 张力霆,齐清兰,魏静,霍倩,周国斌. 淤填黏土固结过程中孔隙比的变化规律[J]. , 2009, 30(10): 2935 -2939 .
[5] 张其一. 复合加载模式下地基失效机制研究[J]. , 2009, 30(10): 2940 -2944 .
[6] 易 俊,姜永东,鲜学福,罗 云,张 瑜. 声场促进煤层气渗流的应力-温度-渗流压力场的流固动态耦合模型[J]. , 2009, 30(10): 2945 -2949 .
[7] 卢 正,姚海林,骆行文,胡梦玲. 公路交通荷载作用下分层地基的三维动响应分析[J]. , 2009, 30(10): 2965 -2970 .
[8] 孙 勇. 滑坡面下双排抗滑结构的计算方法研究[J]. , 2009, 30(10): 2971 -2977 .
[9] 楚锡华,徐远杰. 基于形状改变比能对M-C准则与 D-P系列准则匹配关系的研究[J]. , 2009, 30(10): 2985 -2990 .
[10] 李 磊,朱 伟 ,林 城,大木宜章. 干湿循环条件下固化污泥的物理稳定性研究[J]. , 2009, 30(10): 3001 -3004 .