地下综合管廊地震响应分析及减震措施研究

发布时间：2020-06-22 00:56

【摘要】：城市地下综合管廊是将电力、供水、通讯、燃气等市政管线收纳到一个地下空间内,是保障城市运行的重要基础设施,承载着城市生命线系统的安全。地下管廊一旦遭遇地震作用而破坏,很有可能造成无法估计的破坏和损失。因此,本文在动力分析理论基础上,以郑州市经开区滨河国际新城地下综合管廊为工程背景,建立土与管廊结构相互作用的有限元计算模型,对管廊进行了下列动力响应分析和研究工作:(1)对管廊进行模态分析,分析结果表明:管廊结构的振动主要受周围土体的变形控制,且横向振动对管廊结构起控制作用。(2)根据场地条件选取EL-Centro波,采用有限元方法分析了管廊结构在水平、竖向、水平-竖向耦合地震作用下的动力响应,得出管廊在双向耦合地震作用下与水平地震作用下的动力响应比较接近、水平地震起主导作用的结论。而且,管廊顶板与中墙加腋交接处截面、左右侧墙底部与加腋交接处截面拉应力较大,为地震作用下的结构薄弱环节。(3)系统分析了混凝土强度、土体性质、地震动特性以及埋深对管廊结构地震响应的影响规律。管廊结构位移随混凝土强度的提高而有所减小,但应力逐渐增大,在管廊满足结构静力承载能力的前提下,抗震设计时建议采用柔性材料。管廊结构的位移、应力随土体刚度的增大而减小,土体刚度越大,越有利于结构抗震。地震波的低频成分对管廊地震响应起主导作用,高频成分影响较小。在满足结构强度的前提下,对于管廊这类浅埋结构,随埋深增加,地震对管廊结构的影响逐渐减小。(4)对不同减震材料、不同减震层厚度的减震效果进行了分析。分析结果表明,在管廊与土体之间设置减震层是一种十分有效的减震措施,橡胶减震层比泡沫减震层的减震效果明显,且减震层厚度越大,减震效果越好。在具体工程中,要根据场地条件、结构特点和工程费用等实际情况选择合适的减震层厚度。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU990.3
【图文】：

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1 绪论1.1 课题背景当今世界中国经济迅猛发展，城市人口日益增长，相应基础设施的建设刻不容缓，人们对地下空间的探索利用成为城市建设的重中之重。城市地下的给水排水、供暖、燃气、电力、通讯以及广播电视等各种市政管线承载着城市资源输送和信息传递的重任，是城市运转的动力，常被称为城市发展的“生命线工程”。传统埋地管道因其检修困难、空间利用杂乱等诸多弊端已经影响了城市可持续发展的脚步[1]。城市规划者为了有效的解决这一问题，极力倡议建设城市地下综合管廊，这已成为城市现代化的主题和重要的发展趋势[2]。

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地震名称震害阿拉斯加地震液化导致的地面大位移作宫城地震接口拉断，大量泥沙涌供水、排水、供气管道破坏，电圣费尔南多地震土体的横向大位移而洛马普雷塔地震地震引发的爆炸而神户地震供水系统破坏，漏水导致供气伊兹米特地震廊身开裂、廊内部分混台湾地震衬砌结构断裂、相对错动、地震断层错断沟身的震害情况，地震对于综合管廊的破坏作用主支架折断、管道破裂、廊身出现裂缝以及管道，如图 1.2 所示。以上现象表明，综合管廊的破减震措施而遭到强烈地震作用而引发的。

【参考文献】