《地下結構地震災變與抗震設計方法集成研究》是依託北京工業大學，由杜修力擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：地下結構地震災變與抗震設計方法集成研究
- 項目類別：重大研究計畫
- 項目負責人：杜修力
- 依託單位：北京工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在重大研究計畫“重大工程動力災變”地下結構抗震領域研究成果的基礎上，通過進一步的梳理與集成研究，形成試驗成果、理論方法成果、模擬軟體成果集成平台，進一步揭示地下結構地震破壞機理，給出結構上覆土體剪下破壞後在豎向地震作用時的等效慣性效應，以及側向土體水平相對變形作用於側牆的剪下荷載效應；總結地震破壞失效模式，對地下結構抗震穩定性的控制性構件給出極限變形能力標準，進而建立地下結構抗震設計簡化分析方法。研究成果將為我國地下工程的安全建設和運營提供科學支撐。
結題摘要
本項目在重大研究計畫“重大工程動力災變”地下結構抗震領域研究成果的基礎上，採用理論分析、數值模擬和模型試驗等手段，開展集成研究工作，進一步揭示地下結構地震破壞機理，提出地下結構抗震設計方法，取得的主要研究成果包括：1、基於近場波動有限元方法，實現了人工邊界條件、地震動的波動輸入、材料本構模型等，搭建了地下結構地震反應數值模擬平台，並驗證了平台的有效性和精度；2、從圍岩土體對淺埋地下結構的兩種地震作用效應、組成結構構件不同的受力功能，以及關鍵構件的力學性能與體系受力分配改變導致的側牆、中柱變形能力不協調等方面，系統闡述了大開捷運車站的地震破壞機理和失效模式，並提出了抗震關鍵支撐柱概念；3、 開展了大開車站結構離心機振動台試驗，將試驗結果與數值模擬結果對比分析，進一步印證了車站結構上覆土體對其塌毀破壞的關鍵作用；4、針對地震係數法、自由場變形法、柔度係數法、反應位移法、反應加速度法和地下結構Pushover分析方法的計算模型、關鍵參數、優缺點以及存在的問題進行了較為系統的評述，採用這些方法計算了日本阪神地震中損毀的大開捷運車站地震反應，並與嚴格的動力時程分析方法結果進行了比較，分析了各種方法的計算精度；5、針對淺埋地下結構地震反應分析問題，提出了一種考慮上覆土體豎向慣性力影響的反應位移法，簡稱慣性力-位移法，給出了慣性力-位移法分析模型的兩個關鍵參數確定方法，包括地基彈簧剛度及上覆土體最大豎向慣性力，工程實例分析結果表明，本文建議的慣性力-位移法與傳統的反應位移法相比，不僅克服了傳統的反應位移法不能給出中柱軸力的缺陷外，其它反應量的計算精度與之基本相當。發表或錄用論文4篇；授權國際發明專利1項、國家發明專利一項；獲教育部科技進步一等獎1項(1，2016)；培養青年長江學者1名，博士生5人、碩士生3人，其中2人已獲碩士學位。研究成果將為我國地下工程的安全建設和運營提供科學支撐。
