《軟土地下大空間結構地震破壞機理及減震控制研究》是依託同濟大學，由陳之毅擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：軟土地下大空間結構地震破壞機理及減震控制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳之毅
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
在研項目按項目計畫書要求完成全部預定研究內容。已取得的主要學術成績：（1）高軸壓比條件下剪下板阻尼器的耗能機制；（2）基於剪下耗能控制的大跨度地下結構減震機理。研究成果發展和完善了大跨度地下結構減震控制理論和精細化數值分析方法，推動了基於剪下耗能控制的先進抗震設計理念和減震控制技術在地下工程中的套用。已發表第一作者SCI論文2篇，SCI源刊（待收錄）3篇，EI論文3篇，申請國家發明專利3項。有關成果在2部國家標準和地方規範中得到套用，獲得上海市科技進步三等獎1項。.針對當前我國軟土地下大空間結構抵禦地震災害能力亟待提升的迫切需求，擬申請項目將研究：（1）軟土地下結構動態離心模型試驗；（2）考慮跨尺度效應的三維精細化混合建模方法及驗證；（3）地下大空間結構減震控制機理。旨在揭示強震下軟土地下大空間結構地震破壞機理以及基於能量轉移和耗散的減震控制機理，為進一步提高我國地下工程的抗震防災水平提供科學支撐。
結題摘要
本項目以軟弱覆蓋土層中的地下大空間結構為研究對象，綜合採用先進動態離心模型試驗和三維精細化數值仿真技術，揭示軟土地下大空間結構在強地震作用下的非線性動力回響規律及其災變機理，研究地震能量在地下結構中的傳遞機制和耗散效應，揭示基於能量分析的減震控制原理，為進一步提高我國地下工程的抗震防災水平提供科學支撐。 本項目按項目計畫書要求完成全部預定研究內容。已取得的主要研究成果包括：（1）採用高精度的動態離心模型試驗技術，重點研發了可保證重複製備砂土試樣的設備和方法以及可獲得地下結構動力回響特徵的測試元件橋路設計，真實模擬軟弱土層的應力場，精確再現“軟土－減震裝置－地下結構”系統原型在實際應力條件下的真實動力回響；（2）試驗驗證了地下結構受周圍岩土介質變形或相對位移影響顯著的動力回響特徵，揭示了減震層通過吸收地下結構周圍岩土介質的相對位移，進而降低結構內力和變形，最終減輕甚至避免了結構震害的作用原理；（3）建立並驗證了考慮跨尺度效應的混合建模方法，開展了三維精細化地震回響參數分析，實現了大開車站倒塌破壞模式的數值再現，研究結果表明：強豎向地震動增大了中柱軸壓、從而降低了中柱的抗側移能力，而高軸壓、弱抗剪承載能力以及構造措施不足是導致中柱破壞、車站坍塌的主要因素；（4）在此基礎上，對軟土中典型雙層捷運車站進行了減震裝置的空間最佳化布置設計，歸納了地震能量輸入、轉移、分布、耗散與吸收的規律，實現減震耗能裝置在地下結構中的有效設計和最佳化布置，揭示了基於“替換”和能量概念的地下大空間結構的減震控制原理。 本項目是已結題青年基金項目的深化與拓展，重點實現高精度試驗模擬和精細化數值建模的突破，為正確反映地下工程結構在地震作用下的性態、深入認識和理解地下結構地震破壞機理和減震控制原理提供更真實、可靠、精確的科學數據和新的研究途徑。研究成果已發表SCI收錄學術論文8篇（均為第一作者或通訊作者）、EI論文3篇；參編著作2部；授權國家發明專利3項；獲教育部自然科學二等獎1 項（排名第2 ）和上海市科技進步三等獎1 項（排名第4）。
