地鐵地下結(jié)構(gòu)抗震分析及設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題摘要:針對(duì)我國(guó)尚缺少完善的地鐵地下結(jié)構(gòu)抗震分析方法和專門的地鐵結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的現(xiàn)狀,在分析目前我國(guó)地鐵等地下結(jié)構(gòu)抗震研究及設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)闡述了需要迫切解決的五個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題:合理的地下結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析模型,高效的地下結(jié)構(gòu)-地基系統(tǒng)動(dòng)力相互作用問(wèn)題分析方法,合理而實(shí)用的地鐵地下結(jié)構(gòu)地震破壞模式和抗震性能評(píng)估方法,地鐵地下結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施,地鐵區(qū)間隧道穿越地震斷層的設(shè)計(jì)方案及工程措施。這些問(wèn)題的研究和解決將為地鐵地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范或規(guī)程的制定奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞:地鐵;地下結(jié)構(gòu);土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用;地震反應(yīng);抗震設(shè)計(jì)引言 隨著城市化的發(fā)展,城市交通狀況及環(huán)境條件日趨惡化,交通的擁擠和效率低下成為各大城市的通病,人們逐漸認(rèn)識(shí)到發(fā)展以地下鐵道為骨干的大運(yùn)量快速公共交通系統(tǒng)是解決問(wèn)題的重要途徑[1]。實(shí)踐證明,地鐵以其快速、高效、清潔的特點(diǎn),在世界上大多數(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)大城市的客運(yùn)交通中發(fā)揮著不可替代的作用,比如東京、莫斯科、倫敦等[1]。近年來(lái),我國(guó)的地鐵建設(shè)也得到了迅猛的發(fā)展。以北京為例,目前地鐵線路總長(zhǎng)114km(包括地面軌道線路),按照《北京奧運(yùn)行動(dòng)規(guī)劃》,到2008年運(yùn)營(yíng)里程將達(dá)到202km,長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃總里程超過(guò)600km。另外,上海、廣州、深圳、南京、杭州、沈陽(yáng)等大城市也正在或者即將建設(shè)地鐵或輕軌。可以說(shuō),我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入了地鐵工程建設(shè)的黃金時(shí)代。 地鐵工程是生命線工程的重要組成部分,其抗震問(wèn)題已經(jīng)成為城市工程抗震和防災(zāi)減災(zāi)研究的重要組成部分。美國(guó)、日本等國(guó)家都曾經(jīng)對(duì)地鐵等地下結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)理論進(jìn)行了研究,提出了一些實(shí)用的抗震設(shè)計(jì)方法[2-5]。但我國(guó)在這一領(lǐng)域的研究相對(duì)滯后[5-6]。迄今為止,我國(guó)還沒(méi)有獨(dú)立的地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范,GB50157—92《地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范》和GB50157—2003《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)地鐵的抗震設(shè)計(jì)都只給出了極為籠統(tǒng)的規(guī)定,其原因主要是研究工作開展不夠,對(duì)地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法缺乏系統(tǒng)研究。長(zhǎng)期以來(lái),地鐵結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)基本是參照GBJ111—87《鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中有關(guān)隧道部分的條文和GB50011—2001《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》,采用地震系數(shù)法進(jìn)行的。地震系數(shù)法用于地下結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算時(shí)具有明顯的缺陷,比如按照地震系數(shù)法,作用在地下結(jié)構(gòu)的水平慣性力隨埋深的增加而增加,這與實(shí)際情況明顯不符。出現(xiàn)這一局面的原因與人們對(duì)地下結(jié)構(gòu)震害的認(rèn)識(shí)不無(wú)關(guān)系。客觀地講,地下結(jié)構(gòu)由于受到地層的約束,加之城市隧道大多采用抗震性能較好的整體現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及能夠適應(yīng)地層變形的裝配式圓形結(jié)構(gòu),震害明顯低于地上結(jié)構(gòu)[6]。高烈度地震區(qū)內(nèi)的城市地鐵大規(guī)模建設(shè)是在近20多年才出現(xiàn)的,大多數(shù)還沒(méi)有經(jīng)過(guò)大地震的檢驗(yàn),因此災(zāi)難性的震害記錄不多,于是人們普遍認(rèn)為地下結(jié)構(gòu)在地震作用下所受破壞程度遠(yuǎn)比地上結(jié)構(gòu)輕。但在1995年日本阪神大地震中,神戶市地鐵車站及區(qū)間隧道遭到嚴(yán)重破壞的事實(shí)給這種傳統(tǒng)觀念帶來(lái)了巨大的沖擊,引起了眾多地震工作者的極大重視[7-9]。阪神地震清楚地表明,在地層可能發(fā)生較大變形和位移的部位,地鐵等地下結(jié)構(gòu)可能會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的震害,因此對(duì)其抗震問(wèn)題應(yīng)給予高度重視。 目前研究地下結(jié)構(gòu)抗震性能的主要途徑有:原型觀測(cè)、模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬。由于問(wèn)題的極其復(fù)雜性,目前還沒(méi)有哪一種手段能夠完全實(shí)現(xiàn)對(duì)地下結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)進(jìn)行全面而真實(shí)的解釋和模擬。一般是通過(guò)原型觀測(cè)和模型試驗(yàn)結(jié)果來(lái)部分的或定性的再現(xiàn)實(shí)際現(xiàn)象、解釋物理機(jī)制、推斷變化過(guò)程、總結(jié)特性規(guī)律和分析災(zāi)變后果,在此基礎(chǔ)上建立合理的能夠反映實(shí)際動(dòng)力相互作用規(guī)律的數(shù)理分析模型,發(fā)展相應(yīng)的數(shù)值分析方法;再通過(guò)模型試驗(yàn)和原型觀測(cè)結(jié)果加以驗(yàn)證。然后對(duì)不同抗震設(shè)計(jì)方案進(jìn)行計(jì)算分析,盡可能地再現(xiàn)和模擬其實(shí)際動(dòng)力反應(yīng),研究其抗震性能,提出相應(yīng)的抗震對(duì)策。這是研究和評(píng)價(jià)地下結(jié)構(gòu)抗震性能的較為合理的有效途徑。 阪神地震后,我國(guó)對(duì)地鐵等地下結(jié)構(gòu)的抗震問(wèn)題進(jìn)行了一系列的研究[10-23],但仍然缺少實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。為改變目前我國(guó)在這一研究領(lǐng)域中的落后局面,需要在理論分析、數(shù)值模擬和模型試驗(yàn)等方面開展更為深入的工作,系統(tǒng)地研究地鐵車站及區(qū)間隧道等的地震反應(yīng),以圖在抗震分析及設(shè)計(jì)方法與理論基礎(chǔ)方面有實(shí)質(zhì)性的突破。目前我國(guó)地鐵抗震分析及設(shè)計(jì)中存在諸多問(wèn)題尚待深入研究,其中目前迫切需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題主要體現(xiàn)在以下5個(gè)方面。1土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用分析模型 強(qiáng)地震作用下,地下結(jié)構(gòu)與地基介質(zhì)可能呈現(xiàn)明顯的非線性、彈塑性狀態(tài),地下結(jié)構(gòu)與地基之間的接觸面還可能出現(xiàn)局部滑移、脫離等非連續(xù)變形現(xiàn)象,除此之外,地鐵地下結(jié)構(gòu)-地基動(dòng)力相互作用分析模型還應(yīng)該合理考慮地基半無(wú)限性的影響。因此,一個(gè)合理的地下結(jié)構(gòu)分析模型既要考慮對(duì)半無(wú)限地基的模擬,還必須全面考慮4種非線性因素:結(jié)構(gòu)材料非線性、結(jié)構(gòu)-地基動(dòng)態(tài)接觸非線性、近場(chǎng)地基非線性與遠(yuǎn)場(chǎng)地基非線性。目前對(duì)包括鋼筋混凝土等在內(nèi)的結(jié)構(gòu)材料非線性性質(zhì)的研究相對(duì)成熟;結(jié)構(gòu)-地基動(dòng)態(tài)接觸非線性的研究也已經(jīng)取得較大進(jìn)展[24-25];針對(duì)地基半無(wú)限性及遠(yuǎn)場(chǎng)地基特性的模擬問(wèn)題已經(jīng)發(fā)展了多種動(dòng)力人工邊界[26-29];關(guān)于土的非線性問(wèn)題(尤其是動(dòng)力非線性問(wèn)題)的研究更是發(fā)展出幾十種動(dòng)力非線性本構(gòu)模型[30],目前雖然沒(méi)有任何一個(gè)模型具有廣泛的適用性,但針對(duì)具體的問(wèn)題也不乏有合理而實(shí)用的選擇。上述問(wèn)題的研究已經(jīng)取得了相當(dāng)豐富的成果,但是如何根據(jù)這些研究成果構(gòu)造合理的地鐵地下結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析模型還需要進(jìn)行深入的研究和探討。 對(duì)地鐵車站及區(qū)間隧道等地下結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),周圍地基特性對(duì)結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)及破壞特征的影響顯著。在地震反應(yīng)過(guò)程中,周圍地基尤其是上覆土層的重力效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生不容忽視的影響。如何合理地反映地基的靜力效應(yīng)及地基半無(wú)限性的影響是一個(gè)比較重要的問(wèn)題。這一問(wèn)題的解決涉及到動(dòng)力人工邊界及靜力人工邊界的合理確定和設(shè)置。由于目前已有的動(dòng)力人工邊界一般不適用于地下結(jié)構(gòu)-地基系統(tǒng)的靜力分析,因而普遍的解決辦法是針對(duì)靜力問(wèn)題和動(dòng)力問(wèn)題采用不同的人工邊界。對(duì)于靜力問(wèn)題,采用固定人工邊界或其他靜力邊界(邊界元或無(wú)窮元),而動(dòng)力問(wèn)題則采用動(dòng)力人工邊界,這導(dǎo)致形成了兩個(gè)不同的分析模型。針對(duì)不同模型,首先分析靜力問(wèn)題,然后基于靜力分析結(jié)果進(jìn)行動(dòng)力分析,最后將兩種分析結(jié)果進(jìn)行組合。這種做法不僅麻煩,也不能很好地反映地下結(jié)構(gòu)周圍地基的重力效應(yīng)對(duì)非線性結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的影響。因而有必要發(fā)展一種對(duì)靜力分析和動(dòng)力分析均能適用的靜-動(dòng)力統(tǒng)一人工邊界,并提出直接在靜-動(dòng)力統(tǒng)一人工邊界上實(shí)現(xiàn)地震波場(chǎng)的輸入方法。基于靜-動(dòng)力統(tǒng)一人工邊界建立一個(gè)可考慮上覆土層的重力效應(yīng)、實(shí)現(xiàn)強(qiáng)地震動(dòng)有效輸入、合理反映結(jié)構(gòu)材料非線性、結(jié)構(gòu)-地基動(dòng)接觸非線性、近場(chǎng)地基非線性與遠(yuǎn)場(chǎng)地基非線性等影響因素的理論分析模型是完善地下結(jié)構(gòu)靜力分析及地震反應(yīng)分析的合理途徑。2土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用分析的快速高效算法 求解土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用問(wèn)題的方法可以分為解析法、半解析法和數(shù)值法等[2,31]。由于地下結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,解析法和半解析法的使用受到限制,而數(shù)值方法的使用最為廣泛。在眾多數(shù)值方法中,有限元法由于具有靈活方便、適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),得到了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)采用有限元法結(jié)合人工邊界對(duì)強(qiáng)地震作用下的土-結(jié)構(gòu)開放系統(tǒng)進(jìn)行整體分析時(shí),由于系統(tǒng)非線性的影響,必需采用時(shí)域逐步積分算法完成計(jì)算,當(dāng)所研究問(wèn)題的尺度大、力學(xué)模型的自由度多時(shí),其分析計(jì)算工作量巨大。地鐵地下結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜,往往又處在一個(gè)復(fù)雜的地震動(dòng)場(chǎng)中,雖然目前由于分析手段的限制或出于簡(jiǎn)單滿足工程設(shè)計(jì)目的考慮,常常采用切片的二維計(jì)算模型進(jìn)行抗震分析,但為更深入研究和了解地鐵地下結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)規(guī)律、分析不同地震動(dòng)場(chǎng)的綜合影響,采用地鐵地下結(jié)構(gòu)三維整體模型進(jìn)行研究還是必需的。 有限元離散模型中單元尺寸的大小與地震波及傳播介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。對(duì)于位于土中,特別是軟土中的地下結(jié)構(gòu)進(jìn)行地震反應(yīng)分析時(shí),為對(duì)土中地震波的傳播有足夠的模擬精度,往往需要采用尺寸足夠小的單元,導(dǎo)致離散模型單元數(shù)目很多。地鐵地下車站的長(zhǎng)度一般超過(guò)100m,甚至達(dá)200m,因而地鐵車站-地基系統(tǒng)計(jì)算分析模型尺度很大,尤其是需要同時(shí)研究地鐵車站與區(qū)間隧道連接處等震害易發(fā)生部位的地震反應(yīng)及破壞規(guī)律時(shí),計(jì)算模型的尺度將更大。在強(qiáng)地震作用下,地鐵地下結(jié)構(gòu)-地基系統(tǒng)的非線性動(dòng)力行為不可避免。雖然通過(guò)引入人工邊界可以選取相對(duì)較小的計(jì)算區(qū)域,但是三維非線性動(dòng)力分析模型(模型尺寸取決于地下結(jié)構(gòu)的尺寸)的采用仍然決定了巨大的計(jì)算工作量。因而進(jìn)一步發(fā)展快速高效的計(jì)算方法以更有效地降低計(jì)算工作量,成為地鐵地下結(jié)構(gòu)-地基系統(tǒng)非線性動(dòng)力相互作用分析模型的推廣應(yīng)用所需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。3地鐵地下結(jié)構(gòu)地震破壞模式和抗震性能的評(píng)估方法 動(dòng)力時(shí)程分析方法作為一種可靠的分析手段適用于深入研究地鐵等地下結(jié)構(gòu)抗震理論,而對(duì)于評(píng)估地下結(jié)構(gòu)承載力極限狀態(tài)和進(jìn)行常規(guī)的地鐵地下工程抗震設(shè)計(jì),還需要發(fā)展簡(jiǎn)便和實(shí)用的分析方法。借鑒目前建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方法,發(fā)展新的評(píng)估地鐵地下結(jié)構(gòu)地震破壞模式及抗震性能的方法是很有意義的。我國(guó)GB50011—2001《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定建筑抗震設(shè)計(jì)需要進(jìn)行大震作用下結(jié)構(gòu)的彈塑性變形驗(yàn)算,對(duì)于地鐵地下結(jié)構(gòu)尤其是地鐵車站結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),大震作用下的彈塑性變形驗(yàn)算無(wú)疑也是必要的。目前常用的彈塑性分析方法包括靜力增量分析法、動(dòng)力時(shí)程分析法和靜力彈塑性分析方法(Push-over方法)。靜力增量分析法相對(duì)簡(jiǎn)單,但沒(méi)有考慮到地震作用與結(jié)構(gòu)自振特性之間的密切關(guān)系。動(dòng)力時(shí)程分析法由于能夠計(jì)算地震反應(yīng)過(guò)程中各時(shí)刻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形狀態(tài),給出結(jié)構(gòu)開裂和屈服的順序,發(fā)現(xiàn)應(yīng)力和塑性變形集中的部位,從而可以判明結(jié)構(gòu)的屈服機(jī)制、薄弱環(huán)節(jié)及可能的破壞類型,結(jié)果也較為準(zhǔn)確,但其計(jì)算工作量大,計(jì)算結(jié)果受地震波選取的影響,用于常規(guī)的抗震設(shè)計(jì)還有一定的困難。相對(duì)上述兩種方法來(lái)說(shuō),Push-over分析方法是一種新的結(jié)構(gòu)抗震分析方法,這種方法既比較簡(jiǎn)單,又可以比較準(zhǔn)確地評(píng)估地震作用下結(jié)構(gòu)的反應(yīng)情況,因而得到了廣泛的研究和應(yīng)用[32-35]。由于地下結(jié)構(gòu)與地上結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)規(guī)律和特點(diǎn)并不完全相同,因此到目前為止,適用于建筑結(jié)構(gòu)抗震分析的Push-over方法還無(wú)法應(yīng)用于地鐵車站等地下結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)。另外,由于受到周圍地基約束,地下結(jié)構(gòu)的變形形式不同于地上結(jié)構(gòu)。相對(duì)地上結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),地下結(jié)構(gòu)在整體發(fā)生較小變形時(shí)局部的內(nèi)力可能會(huì)很大,因此也不能簡(jiǎn)單地套用地上結(jié)構(gòu)變形的極限值推算地下結(jié)構(gòu)在中震或大震作用下的極限狀態(tài),必須進(jìn)行深入的理論分析和試驗(yàn)研究,了解地鐵車站等地下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力-變形規(guī)律及破壞模式,并在此基礎(chǔ)上提出地鐵地下結(jié)構(gòu)抗震性能定量化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。因此需要發(fā)展一種能夠適應(yīng)于地鐵地下結(jié)構(gòu)的Push-over分析方法,考慮地下結(jié)構(gòu)受周圍地基約束的特點(diǎn),提出地下結(jié)構(gòu)基于位移的抗震分析及設(shè)計(jì)方法,以突破現(xiàn)有承載力設(shè)計(jì)方法的限制,從而使地鐵車站等地下結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)更為合理和簡(jiǎn)便。4地鐵地下結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施[36] 目前我國(guó)對(duì)地鐵車站及區(qū)間隧道等地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)采用的抗震構(gòu)造措施還缺乏統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。一種觀點(diǎn)認(rèn)為單建的地下結(jié)構(gòu)由于受到地層的約束,地震時(shí)構(gòu)件不大可能出現(xiàn)交變內(nèi)力,無(wú)須特別考慮抗震構(gòu)造措施;當(dāng)?shù)叵陆Y(jié)構(gòu)與地面建、構(gòu)筑物合建時(shí),才需按地面結(jié)構(gòu)的抗震要求考慮構(gòu)造措施。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為基本可以照搬地面民用建筑結(jié)構(gòu)的要求,例如,抗震設(shè)防烈度7度的城市,即按8度采取相應(yīng)構(gòu)造措施,并將抗震等級(jí)提高一級(jí)。比較看來(lái),這兩種觀點(diǎn)都有一定的片面性,前者完全忽視了地震對(duì)單建地下結(jié)構(gòu)可能造成的破壞;后者又完全把地下結(jié)構(gòu)等同于地上結(jié)構(gòu)。實(shí)際上應(yīng)該區(qū)別不同的圍巖條件和施工方法,根據(jù)地下結(jié)構(gòu)在地震作用下的受力和破壞特點(diǎn)有針對(duì)性地采取抗震措施。抗震構(gòu)造措施是提高罕遇地震時(shí)結(jié)構(gòu)整體抗震能力、保證其實(shí)現(xiàn)預(yù)期設(shè)防目標(biāo)、延遲結(jié)構(gòu)破壞的重要手段,它可以充分發(fā)掘結(jié)構(gòu)的潛力,在一定條件下,比單純依靠提高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)來(lái)增強(qiáng)抗震能力更為經(jīng)濟(jì)合理。這方面工作的重點(diǎn)應(yīng)放在改善薄弱部件的受力和提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性及耗能能力上。有關(guān)地鐵工程抗震構(gòu)造方面存在的其他問(wèn)題還很多,如抗震縫的設(shè)置原則和方法,后砌的內(nèi)部承重結(jié)構(gòu)和非承重隔墻的抗震構(gòu)造要求等。5地鐵區(qū)間隧道穿越地震斷層的設(shè)計(jì)方案及工程措施 目前GB50011—2001《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定,建筑物選址應(yīng)避開地震活斷層,以防止地震時(shí)斷層運(yùn)動(dòng)而引起的破壞。對(duì)于地上單建的建筑結(jié)構(gòu),這一方法是可行的。地鐵地下車站作為地鐵系統(tǒng)中的關(guān)鍵樞紐,也可以通過(guò)合理的選址方案,避開地震活斷層。但是地鐵線路走向基本上取決于交通功能的要求,因此地鐵區(qū)間隧道穿越地震斷層有時(shí)是不可避免的。目前對(duì)埋地管線等小斷面地下管道跨越斷層時(shí)的抗震設(shè)計(jì)方法已經(jīng)有所研究[17,37-39],但是地鐵隧道無(wú)論是在結(jié)構(gòu)尺寸上還是在結(jié)構(gòu)構(gòu)造和材料性質(zhì)上與小斷面地下管線均有所不同,目前對(duì)諸如地鐵區(qū)間隧道等大斷面隧道跨越地震斷層的抗震問(wèn)題還缺乏研究,雖然很多地鐵隧道在跨越地震活斷層時(shí)不得不采取特殊的設(shè)計(jì)方案和工程措施,但還缺乏針對(duì)這些設(shè)計(jì)方案和工程措施的系統(tǒng)理論分析。 我國(guó)在十五期間將投資27億元人民幣建設(shè)“中國(guó)數(shù)字地震觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)”[40],地震活斷層探測(cè)系統(tǒng)是其中重要的組成部分。這表明目前我國(guó)對(duì)大城市地震斷層問(wèn)題已經(jīng)給予了足夠重視,很多重要城市已經(jīng)針對(duì)地下斷層開始了勘探和研究工作,其中對(duì)地震活斷層可能引發(fā)的地震及可能造成的破壞是重點(diǎn)考慮和研究的對(duì)象。隨著對(duì)北京等重大城市地下地震斷層勘探工作的開展和對(duì)地震斷層活動(dòng)性的掌握,針對(duì)地鐵區(qū)間隧道等地下隧道跨越地震活斷層時(shí)的抗震設(shè)計(jì)及工程措施將是抗震工作者和工程設(shè)計(jì)人員不得不面對(duì)和需要解決的實(shí)際問(wèn)題。6結(jié)語(yǔ) 地鐵地下結(jié)構(gòu)是重要的生命線工程,造價(jià)高,使用周期長(zhǎng),一旦發(fā)生破壞,修復(fù)困難,直接和間接經(jīng)濟(jì)損失巨大。目前我國(guó)地鐵建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入高潮,其中很多地鐵工程建設(shè)在高烈度地區(qū),同時(shí)我國(guó)缺少完善的地鐵地下結(jié)構(gòu)抗震分析方法和有效的抗震構(gòu)造措施,因而開展深入系統(tǒng)的理論分析、試驗(yàn)研究及數(shù)值模擬,發(fā)展合理而可靠的地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論和方法,完善地下結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施,確定優(yōu)良的地下結(jié)構(gòu)抗震體系,均具有重要的科學(xué)意義同時(shí)具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。參考文獻(xiàn)[1]施仲衡.地下鐵道設(shè)計(jì)與施工[M].西安:陜西科學(xué)技術(shù)出版社,1997[2]HashashYMA,HookJJ,SchmidtB,etal.Seismicdesignandanalysisofundergroundstructures[J].TunnelingandUndergroundSpaceTechnology,2001,16(4):247-293[3]St.JohnCM,ZahrahTF.Aseismicdesignofundergroundstruc-tures[J].TunnellingandUndergroundSpaceTechnology,1987,2(2):165-197[4]于翔,陳啟亮,等.地下結(jié)構(gòu)抗震研究方法及現(xiàn)狀[J].解放軍理工大學(xué)學(xué)報(bào),2000,1(5):63-69[5]周健,蘇燕,童鵬.軟土地層地鐵及地下構(gòu)筑物抗震動(dòng)力分析研究現(xiàn)狀[J].地下空間,2003,23(2):173-178[6]GB50157—2003地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[S][7]SamataS,OhuchiH,MatsudaT.Studyofthedamageofsubwaystructuresduringthe1995Hanshin-Awajiearthquake[J].CementandConcreteComposites,1997,19(3):223-239[8]AnXuehui,ShawkyAA,MaekawaK.Collapsemec-hanismofasubwaystationduringthegreatHanshinearthquake[J].CementandConcreteComposites,1997,19(3):241-257[9]曹炳政,羅奇峰,馬碩,等.神戶大開地鐵車站的地震反應(yīng)分析[J].地震工程與工程震動(dòng),2002,22(4):102-107[10]付鵬程,王剛,張建民.地鐵地下結(jié)構(gòu)在軸向傳播剪切波作用下反應(yīng)的簡(jiǎn)化計(jì)算方法[J].地震工程與工程振動(dòng),2004,24(3):45-50[11]周健,董鵬,等.軟土地下結(jié)構(gòu)的地震土壓力分析研究[J].巖土力學(xué),2004,25(4):554-559[12]林志,朱合華,楊超,等.盾構(gòu)區(qū)間隧道襯砌結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào),2004,32(5):607-611[13]張玉娥,白寶鴻,張耀輝,等.地鐵區(qū)間隧道震害特點(diǎn)、震害分析方法及減震措施的探討[J].振動(dòng)與沖擊,2004,22(1):70-74[14]董鵬,周健.土與結(jié)構(gòu)相互作用下的地下建筑物動(dòng)力可靠性分析[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào),2004,25(2):124-129[15]畢繼紅,張鴻,鄧芃.基于耦合分析法的地鐵隧道抗震研究[J].巖土力學(xué),2003,24(5):800-803[16]楊林德,楊超,季倩倩,等.地鐵車站的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)與地震響應(yīng)的計(jì)算方法[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào),2003,31(10):1136-1140[17]孫紹平,韓陽(yáng).生命線地震工程研究述評(píng)[J].土木工程學(xué)報(bào),2003,36(5):97-104[18]周健,胡曉燕.考慮行進(jìn)波的地下建筑物動(dòng)力反應(yīng)分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),20,2(1:7-7[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),20,2(1:7-7[19]高峰,關(guān)寶樹.深圳地鐵地震反應(yīng)分析[J].西南交通大學(xué)學(xué)報(bào),20,3(4:3539[20]宮全美,周順華,方熾華.南京地鐵地基地震液化規(guī)范判別的差異分析[J].巖土力學(xué),20,2(1:1114[21]馬險(xiǎn)峰.地下結(jié)構(gòu)的震害研究[D].上海:同濟(jì)大學(xué),20[22]劉晶波,李彬,谷音,等.地鐵盾構(gòu)隧道地震反應(yīng)特性研究[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)增刊,20:2127[23]劉晶波,李彬,谷音.地鐵盾構(gòu)隧道地震反應(yīng)分析[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào),20,4(6:7770[24]LiuShLiuJinb,etal.Amethdforanlyzinthee-dmenionldnmicconactpobemsinvisco-elasticmedawithknticanstaticfriction[J].CompersanStrutues,20,8(2-2):28-29[25]劉書,劉晶波,方鄂華.動(dòng)接觸問(wèn)題及其數(shù)值模擬的研究進(jìn)展[J].工程力學(xué),19,1(6,1-2[26]廖振鵬.工程波動(dòng)理論導(dǎo)論(第二版)[M].北京:科學(xué)出版社,20[27]劉晶波,王振宇,杜修力.波動(dòng)問(wèn)題中的三維時(shí)域粘彈性人工邊界[J].工程力學(xué),20,2(6):4-5[28]王振宇,劉晶波.成層地基非線性波動(dòng)問(wèn)題人工邊界與波動(dòng)輸入研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),202(7):16-17[29]劉晶波,呂彥東.結(jié)構(gòu)-地基動(dòng)力相互作用問(wèn)題分析的一種直接方法[J].土木工程學(xué)報(bào),19,3(3:5-6[30]劉漢龍.土動(dòng)力學(xué)與巖土地震工程[C]//中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)第九屆土力學(xué)及巖土工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.北京:清華大學(xué)出版社,20,5-6[31]張建民,張嘎.土體與結(jié)構(gòu)物動(dòng)力相互作用研究進(jìn)展[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),20(增刊):8485[32]楊志勇,何若全.高層鋼結(jié)構(gòu)彈塑性抗震分析靜動(dòng)力綜合法[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào),20,2(3:2-3[33]尹華偉,汪夢(mèng)甫,周錫元.結(jié)構(gòu)靜力彈塑性分析方法的研究和改進(jìn)[J].工程力學(xué),20,2(4:4-4[34]ElnshiAS.Adanedinlasticstatic(phver)anl-ysisforearthkapication[J].StrutualEninerinanMechncs,20,1(1:5-6[35]ChuCh-Ch,etal.Apocedeforevalutinseismicenrgydmanofframedstrutues[J].EarthkEnineerin&StrutualDynmics,20,3(2:2924[36]施仲衡,王元湘.關(guān)于地鐵工程抗震設(shè)計(jì)的若干問(wèn)題[R].北京:北京城建設(shè)計(jì)研究院,20[37]劉愛文,張素靈,胡聿賢,等.地震斷層作用下埋地管線的反應(yīng)分析[J].地震工程與工程震動(dòng),20,2(2:2-2[38]張素靈,許建東,等.地震斷層作用對(duì)地下輸油(氣)管道破壞的分析[J].地震地質(zhì),20,2(3:4248[39]TakdShroetal.Anwpopsalforsimpifieddsignonbiedsteelppscrossinactivefauts[J].EarthkEninerinanStrutualDynmics,20,3(8):14-15[40]中國(guó)地震局.中國(guó)數(shù)字地震觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)可行性研究報(bào)告之四:中國(guó)地震活斷層探測(cè)技術(shù)系統(tǒng)可行性研究報(bào)告[R].北京:中國(guó)地震局,20