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共同沟是一种类似于隧道的线型浅埋地下结构,它可将给水、供热、燃气、电力及通讯等多种管线分类集中敷设在管沟内,有效地避免了在我国城市化进程中传统直埋管线存在的方方面面的问题。近年来,共同沟在我国城市建设过程中的应用和发展非常迅速。可以预见,共同沟是未来城市生命线工程建设发展的潮流之一。但是,在我国学术界关于共同沟的抗震研究起步较晚,目前也没有专门的共同沟抗震设计规范,总体上,关于共同沟的应用和研究都相对匮乏。因此,针对共同沟结构抗震问题进行深入研究是十分必要的。基于已有的理论和实验研究成果,本文采用有限元软件ABAQUS,对共同沟结构在地震作用下的响应进行了数值模拟,并根据模拟计算结果,总结了共同沟结构和管道设施的反应规律,分析并提出了合理的设计建议。本文主要完成了如下工作:(1)详细阐述了共同沟结构抗震研究的现状、意义和当前存在的问题。(2)研究了管道共同沟结构体系地震反应数值模拟的基础理论,介绍了土体的本构模型和混凝土的损伤塑性模型,对管道与支墩、支墩与共同沟底板以及共同沟结构与土的相互作用进行了模拟,用ABAQUS开发的无限元单元模拟土体人工边界,建立了管道共同沟结构体系有限元模型。(3)分别以0.1g、0.2g和0.4g的峰值加速度的El-Centro波作为地震输入,进行了共同沟模型数值模拟分析,总结了管沟的加速度和应力反应规律。采用混凝土损伤因子作为评价管沟损伤破坏的指标,得到了管沟整体损伤破坏的发展趋势和局部损伤破坏发展过程,提出了抗震设计的合理化建议。(4)根据有限元数值模拟结果,总结了沟内管道的加速度和应力反应规律,并与按规范方法计算的管道应力以及传统直埋管道有限元方法计算地震反应的应力结果进行了对比分析。结果表明,共同沟结构对其沟内的管线有保护作用,能够提高沟内管线的抗震能力。