不同方向地震波作用下单舱管廊抗震性能分析★

辛全明 尹志伟

(中国建筑东北设计研究院有限公司，辽宁 沈阳 110006)

地下管廊是修建于地下，用于铺设公用管线的地下构筑物。地下管廊根据其所容纳的管线等级和数量的不同，其性质及结构有所不同，大致可分为干线管廊、支线管廊、缆线管廊等形式。目前看来地下管廊已经表现出很多优点，是城市现代化发展的必然趋势[1]。

地下结构历来被人们认为比地上结构具有更好的抗震性能，但在1955年日本阪神地震中各类地下结构遭到了不同严重破坏，这充分说明地下结构的抗震设计是不能忽视的，地下管廊作为“生命线”工程，其抗震设计更应该引起人们的重视[2-4]。

因为地下管廊设计规范较少，本文参考地铁区间隧道的抗震设计方法，根据GB 50909—2014城市轨道交通结构抗震设计规范的相关规定，采用时程分析法对砂土地区单舱管廊结构进行横向、竖向、纵向抗震计算，分析了在三种不同地震波输入下单舱管廊的受力响应特征。

1 数值计算模型的建立

1.1 土层参数选取

土层参数见表1。由表1可以看出，该场地土层主要为由中粗砂、砾砂组成的砂性土。

表1 土层物理力学参数

1.2 计算模型建立

计算模型边界四周采用自由场边界，来模拟无限远土体，模型底部固定，采用不同方向的地震波输入来计算模型(见图1)。

2 结果分析

图2,图3分别为单舱管廊结构在仅考虑横向地震波、仅考虑竖向地震波和仅考虑纵向地震波下的X方向、Y方向应力云图。

通过图2可以看出其X方向的应力主要由横向地震波控制，与横向地震波相比，竖向地震波和纵向地震波对结构X方向应力产生影响较小。同时还可以看出，不同方向地震波作用下，结构角点处应力值较大，易发生破坏。

通过图3可以看出其Y方向的应力仍然主要由横向地震波控制，纵向地震波和竖向地震波对结构Y方向应力产生影响较小。

3 结语

本文利用有限元软件Midas对砂土地区单舱管廊结构进行抗震性能分析，得到以下结论：

1)对砂土地区单舱管廊影响较大的地震波是横向地震波，纵向地震波和竖向地震波对结构的应力反应较小。

2)单舱管廊结构在地震波作用下，在结构角点处会产生较大应力值，容易发生破坏，因此在设计中需要重点保护。

参考文献:

[1] DGJ 08—2017—2014，综合管廊工程技术规范[S].

[2] 王国波，王 敏，覃 程，等.对反应位移法中几个关键问题的探讨[J].地下空间与工程学报，2014，10(6):1367-1386.

[3] 杨 靖，高 悦，燕 勋.综合管廊的纵向抗震计算——反应位移法[J].工业建筑，2013，43(sup):559-561.

[4] 耿 萍，张 景，何 川，等.隧道横断面反应位移法基本原理及其应用[J].岩石力学与工程学报，2013，32(S2):3478-3485.