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矩形横截面地下结构在进行抗震设计时,普遍采用反应位移法和非线性动力时程分析法,这两种方法之所以得到广大设计师的认可是因为它们均能合理地反映出土和结构之间的相互作用,有效地计算相关内力值和位移值。但是,这两种方法的缺点也很突出,反应位移法参数过多、求解过程繁琐,非线性动力时程分析法耗时较长。本文的研究目的就是找到一种矩形横截面地下结构的简便抗震设计方法,不仅具备反应位移法和非线性动力时程分析法的优点,而且也能避免其缺陷,而这个设计方法最重要的参数就是自由场位移修正值R。本文针对R值进行了系统性研究,研究内容主要针对地下结构在抗震设计中最为设计师关注的几个参数和R值之间的关系,包括土体和结构的相对刚度、结构尺寸以及结构埋深,其中土体和结构的相对刚度引用了柔度比F的概念,以反映出土和结构之间的相互作用是造成结构发生变形的根本原因这一本质特征,结构尺寸采用矩形横截面高宽比λ表示,结构埋深则采用结构上覆土体深度和结构高度之比的埋深比ρ表示。本文的研究方法包括理论分析和数值模拟。理论分析一方面借鉴了以往专家学者对圆形横截面地下结构的土-结构相互作用系数的研究成果用以作对比,另一方面采用了复变函数和弹性力学的方法推导出了F>20时的矩形横截面地下结构R-F关系、R-λ关系,补充了矩形横截面结构R值在理论方面的研究。数值模拟是基于FLAC3D软件,对R-F关系、R-λ关系以及R-ρ关系进行了计算和分析,得到了三者关系的各自规律。对于R-F关系,其数值解在趋势上和理论解一致;在数值上,当F>20时,数值解和理论解一致,当1
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