不同方向地震波作用下單艙管廊抗震性能分析★

辛全明 尹志偉

(中國建筑東北設計研究院有限公司，遼寧 沈陽 110006)

地下管廊是修建于地下，用于鋪設公用管線的地下構筑物。地下管廊根據其所容納的管線等級和數量的不同，其性質及結構有所不同，大致可分為干線管廊、支線管廊、纜線管廊等形式。目前看來地下管廊已經表現出很多優點，是城市現代化發展的必然趨勢[1]。

地下結構歷來被人們認為比地上結構具有更好的抗震性能，但在1955年日本阪神地震中各類地下結構遭到了不同嚴重破壞，這充分說明地下結構的抗震設計是不能忽視的，地下管廊作為“生命線”工程，其抗震設計更應該引起人們的重視[2-4]。

因為地下管廊設計規范較少，本文參考地鐵區間隧道的抗震設計方法，根據GB 50909—2014城市軌道交通結構抗震設計規范的相關規定，采用時程分析法對砂土地區單艙管廊結構進行橫向、豎向、縱向抗震計算，分析了在三種不同地震波輸入下單艙管廊的受力響應特征。

1 數值計算模型的建立

1.1 土層參數選取

土層參數見表1。由表1可以看出，該場地土層主要為由中粗砂、礫砂組成的砂性土。

表1 土層物理力學參數

1.2 計算模型建立

計算模型邊界四周采用自由場邊界，來模擬無限遠土體，模型底部固定，采用不同方向的地震波輸入來計算模型(見圖1)。

2 結果分析

圖2,圖3分別為單艙管廊結構在僅考慮橫向地震波、僅考慮豎向地震波和僅考慮縱向地震波下的X方向、Y方向應力云圖。

通過圖2可以看出其X方向的應力主要由橫向地震波控制，與橫向地震波相比，豎向地震波和縱向地震波對結構X方向應力產生影響較小。同時還可以看出，不同方向地震波作用下，結構角點處應力值較大，易發生破壞。

通過圖3可以看出其Y方向的應力仍然主要由橫向地震波控制，縱向地震波和豎向地震波對結構Y方向應力產生影響較小。

3 結語

本文利用有限元軟件Midas對砂土地區單艙管廊結構進行抗震性能分析，得到以下結論：

1)對砂土地區單艙管廊影響較大的地震波是橫向地震波，縱向地震波和豎向地震波對結構的應力反應較小。

2)單艙管廊結構在地震波作用下，在結構角點處會產生較大應力值，容易發生破壞，因此在設計中需要重點保護。

參考文獻:

[1] DGJ 08—2017—2014，綜合管廊工程技術規范[S].

[2] 王國波，王 敏，覃 程，等.對反應位移法中幾個關鍵問題的探討[J].地下空間與工程學報，2014，10(6):1367-1386.

[3] 楊 靖，高 悅，燕 勛.綜合管廊的縱向抗震計算——反應位移法[J].工業建筑，2013，43(sup):559-561.

[4] 耿 萍，張 景，何 川，等.隧道橫斷面反應位移法基本原理及其應用[J].巖石力學與工程學報，2013，32(S2):3478-3485.