随着我国城镇化的高速发展,许多地区都存在城市用地紧张、交通道路拥堵等问题。无论从城市生产、生活设施建设的方面,还是从减轻城市环境、防灾压力的方面,都迫切要求向地下空间发展。城市地下综合管廊作为城市地下基础设施建设的重要组成部分,它集电力、通信、给排水等多种地下管线于一体,充分利用了宝贵的地下空间资源。然而,不少综合管廊在地震作用下发生损坏的实际案例值得注意,各类管线组合在一起,一旦遭遇地震等重大灾害,这种共存关系可能引发复杂的耦合灾害,造成严重的经济损失和重大人员伤亡。由此可见,开展地震作用下城市地下综合管廊抗震性能评估十分必要。针对城市地下综合管廊进行地震灾害风险评估,研究综合管廊的抗震能力、地震可能造成的后果严重程度,有利于从实际情况出发,制定切实可行的风险管理措施和控制对策,提高城市基础设施自身的灾害应急管理能力。本文在已有研究的基础上,结合数值分析方法、地下结构相关抗震理论知识和计算机语言,以城市地下综合管廊特殊节段遭遇地震作用为灾害背景,从结构安全性角度出发,构建城市地下综合管廊分特殊节段数值模型并开展地震响应分析,具体工作包含以下几个方面:1.阐述了综合管廊的发展历史,对过往地震中综合管廊的震害特点进行了总结。概括了当前国内外学者关于综合管廊的抗震性能的研究现状,发现研究的结构形式较为单一,不足以满足综合管廊结构当前的发展趋势。2.介绍了地下结构抗震研究中的地震动输入方式,阐述了三维粘弹性人工边界理论和等效边界结点力的加载方式,并对在三维有限元模型建立中的粘弹性人工边界参数和等效边界结点力的计算公式进行了推导。介绍了混凝土和土体的本构模型,土-结构相互作用数值模拟方法以及钢筋层的建立方法。3.依据相应的标准,分别选取了三条近断层地震动和三条远场地震动。以实际综合管廊工程为例,研究了其在近断层和远场地震作用下,地震动分别按照双向和三向输入时,结构体系的动力响应,基于Python和MATLAB语言进行了前处理和后处理分析。4.对综合管廊分支口体系进行动力响应分析,发现不同输入机制下地震动对其响应有较大影响。确定了综合管廊分支口与一般段连接节点是地震作用下损伤最严重部位,易在强震作用下被拉断,而分支口出线开孔处周围的混凝土主体结构的损坏非常轻微。对比了不同类型地震动作用下,管道应力水平差异,廊内一般的管道在地震作用下应力水平会小于传统埋地管道,但特殊节点间如廊内的三通管,由于发生错动,应力水平会急剧上升。验证了综合管廊支护结构总体来看与传统地下结构相似,具有良好的抗震性能。5.对比了预制拼装结构和现浇整体结构,两种综合管廊接头形式。根据接头各自的特点,建立了与其物理力学性质相对应的有限元模型。总结了相应规律,与之前的研究保持一致,两类接头都具有较好的抗震性能,廊道主体只有轻微的损伤,而相比于不采用预应力筋连接的接头形式,预应力筋连接的廊内管道的应力水平会有效降低。因此,在成本允许的情况下,综合管廊接头建议采用预应力筋连接,更有利于进一步提升综合管廊的抗震性能。