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当前,在地下结构的抗震设计时,大多参照《城市轨道交通结构抗震设计规范》与国家标准《建筑抗震设计规范》中关于地下抗震部分的条文和工程实际经验总结。这两个规范应用范围不同,前者是针对地下结构的设计理念但设计概念较陈旧和考虑范围不全面,后者针对工业与民用建筑,对地下结构并不完全适用;其次,这两个规范中对于反应位移法的规定和算法有区别;而工程案例,针对性较强并具有独特性。在近年的多次地震中,地下工程都出现了不同程度的破坏,人员和财产损失较大、修复困难且代价较大。因此,对地下抗震设计方法进一步进行补充和完善是十分必要的。 本文对地下结构抗震分析方法进行总结,并介绍了反应位移法,分析该方法的不足之处及误差来源。以阜外大街地铁车站和北京地铁16号线夏家胡同地铁站为背景,运用有限差分软件FLAC2D进行动力时程分析,并运用两种规范的反应位移法进行计算和对比分析,比较哪种结果更接近动力时程分析结果,并总结中柱和侧墙地震位移关系,试探寻求适合有中柱车站的改进的反应位移法。此外,以北京的某交叉地铁隧道为研究对象,采用数值模拟的方法,对在不同夹层土体厚度的情况下交叉隧道衬砌结构的地震动力响应进行研究,得出了交叉隧道结构的地震动力响应规律。通过理论的研究和系统的分析,得出以下结论: (1)某特定的地铁车站的中柱和侧墙的位移,在一定的地震波下产生一定的关系,公式为:S柱=α(S左墙基本+S右墙基本)/α峰。 (2)两种规范中的反应位移法,第一种方法计算结果更精确。 (3)一般位移法计算的中柱项部弯矩与动力时程的相比相差较大,需要改进。 (4)本文提出在中柱上直接施加水平向荷载的改进反应位移法,其计算结果更接近动力时程分析结果,从而精度较高,优于一般反应位移法。 (5)夹层土体厚度从0.25D增大到0.5D时交叉隧道衬砌结构加速度、位移和应力均有所减小,但减小不到3%,变化不大;大于2D时减小较快。