地下结构抗震理论分析与试验研究的发展展望_刘晶波-地震工程与工程振动2007

地下结构抗震课程教学实践与探索地下结构抗震课程是土木工程、结构工程等专业的重要课程之一，旨在培养学生掌握地下工程抗震设计的基本理论、方法和技能。

本文探讨了地下结构抗震课程的教学实践和探索。

一、课程设置地下结构抗震课程主要包括地下结构抗震设计原理、地下结构抗震分析方法、地下结构抗震设计实例等内容。

课程设置应围绕地下结构的基本知识和抗震设计原则展开，把握课程的深度和广度，注重理论和实践的结合。

二、教学方法1. 理论讲授课堂教学应以理论为主，强调严谨性和科学性，讲授地下结构抗震设计的基本理论、方法和技能。

教师应通过丰富的案例讲解，把抗震设计的理论联系到实践中的具体应用。

2. 计算分析计算分析是地下结构抗震课程教学的重点之一。

通过计算分析课程的教学，可以帮助学生掌握地震荷载的计算方法和抗震设计的计算原理。

3. 实验教学实验教学是地下结构抗震课程教学的重要组成部分。

学生应该能够掌握压力变形特性、地震反应特性等方面的实验技能，把理论应用到实践中。

三、课程评估评估是地下结构抗震课程教学的关键环节。

通过课程评估，有效地反映学生对该课程的掌握程度，为课程改进提供依据。

评估方式主要有考试、作业、课堂参与度等方式。

四、教学成果通过地下结构抗震课程的教学，学生应该能够掌握地下结构的基本知识和抗震设计原则，具备较强的设计能力和实践能力，为将来的工作打好基础。

五、结论地下结构抗震课程的教学实践和探索是一个不断完善和改进的过程，需要教师和学生不断地学习和实践。

本文提出的方法和建议，可以对地下结构抗震课程的教学提供一些借鉴和参考。

结构抗震与地下结构抗震探析摘要：本文通过探讨结构抗震和地下结构抗震的相关问题，旨在深入理解这些领域中的关键概念和挑战。

正文部分将分析结构抗震和地下结构抗震的原理和方法，并探讨它们在实际工程中的应用。

结束语将总结本文的主要发现，并探讨未来研究方向和应对地震风险的重要性。

关键词：结构抗震；地下结构抗震；探析引言：地震是一种具有极大破坏力的自然灾害，给人类社会带来了巨大的威胁。

而结构抗震是为了减少地震对建筑物和其他结构造成的损害而进行的技术和工程措施。

近年来，随着人口的增长和城市化程度的加深，地下结构的建设日益普遍，地下结构抗震也成为重要的研究领域。

本文将对结构抗震和地下结构抗震进行详细探析，以期为相关领域的研究和工程实践提供一定的参考和指导。

1. 结构抗震的原理与方法1.1 结构抗震的基本原理在进行结构抗震设计时，需考虑地震引起的地面运动对建筑物的影响。

结构抗震的基本原理是通过合理的结构布局、选择适当的材料和工艺、采用有效的连接方式，来增强建筑物的抵抗地震力的能力。

关键在于提高结构的抗侧移能力、抗剪切能力和抗轴向拉压能力。

1.2 结构抗震的设计方法结构抗震的设计方法包括静力设计法和动力设计法。

静力设计法是根据结构的自重和静力荷载进行设计，以保证结构在静力下的稳定性。

而动力设计法则是根据地震荷载的特点，考虑结构的动力响应，通过动力分析和计算，保证结构在地震作用下的安全性。

1.3 结构抗震的评估和监测手段对已建成的建筑物进行结构抗震评估可以帮助我们了解其抗震能力并提出改进意见。

评估手段包括建筑物结构档案查阅、目视检查和非破坏性测试等方法。

此外，监测手段可以实时监测建筑物的结构运行状态，包括振动传感器、位移传感器和应力传感器等设备，通过数据的采集和分析，及时发现结构异常，以保证结构安全。

通过以上的方法和手段，我们能够更好地理解结构抗震的原理与方法，并在设计、建造和评估过程中不断完善我们的抗震技术，确保建筑物在地震中具有较好的安全性能。

地下工程结构抗震研究进展安全性，也可以节省成本，因此地下工程抗震设计具有重大研究意义，已成为国内外各个研究所研究的重要方向之一。

一、地下结构地震影响因素分析随着数学与计算机技术的发展进步，有限元原理已经成为研究地下结构工程抗震的重要原理方法之一，结合建筑结构特征以及计算机技术建立有限元模型，可以将许多因素融入到地震反应分析中。

结合有限元软件模拟结构以及土体并进行时程分析的时候，首先确定分析参数，包括单元类型、积分步长、网格划分、阻尼与地震动输入问题；然后将数值模拟计算结果与理论分析结果进行对比，验证数值模拟方法的科学性；最后基于数值分析方法，对地下结构工程地震反应影响因素进一步加深研究，得出土层刚度、地下结构埋深以及结构材料性质等因素与地下结构地震反应的影响[1]。

当今国际上最先进的两大通用有限元计算分析软件为ABAQUS与ANSYS。

二者都具有广泛的模拟特性与强大的计算功能，无论是研究简单的线弹性问题亦或者是复杂的非线性组合难题，无论是简单的静态问题亦或是复杂的动态问题，都能够达到让人满意的效果[2]。

ABAQUS可以最真实的反映出土体性状的本构模型，并且有效的进行压孔计算与应力计算，具备处理填土或者开挖等岩土工程特定问题的能力[2-3]。

目前，该软件已经大量应用于岩土工程之中，本文结合该软件进行动力时程分析，模拟了地下建筑结构与周围土体在地震力作用下的基本情况。

ANSYS不仅能够计算简化模型的地震反应，并且其自身拥有APDL语言，该语言能够快捷的实现参数法分析，从而使得模型的建立更加方便，地下结构工程抗震分析中的拟静力分析采用该软件进行。

采用数值分析方法，讨论了土层刚度、结构埋深与结构材料性质对于地震反应的影响。

通过地下结构与地面结构抗震研究的对比得出，周围土体对地下结构的约束程度对地下结构的抗震性能具有较大影响[4]。

因此在地下结构进行抗震设计对模型进行约束简化时不能够简单的在结构底板施加简支约束或者弹簧约束，而是应该考虑到土体与地下结构间的相互作用约束条件。

基于地震工程的结构抗震性能研究与分析地震是一种自然灾害，经常给人类带来巨大的破坏和人员伤亡。

为了保护人们的生命和财产安全，地震工程的发展越来越重要。

地震工程旨在研究和分析建筑物的结构抗震性能，以及在地震中如何减少损失和提高生命安全。

本文将介绍地震工程的研究内容和方法，并分析结构抗震性能的关键因素。

一、地震工程的研究内容地震工程的研究范围非常广泛，涉及到结构设计、材料力学、地震波传播和地震响应等方面。

其中，结构抗震性能的研究是地震工程的重点之一。

结构抗震性能是指建筑物在地震中受到外力作用后，能够保持安全性和稳定性的能力。

二、结构抗震性能的关键因素分析1. 结构设计好的结构设计是保证建筑物抗震性能的基础。

合理的结构布置、强度和刚度的控制、适当的轴心偏心率等都是影响结构抗震性能的关键因素。

此外，采用抗震构造和增加结构耐震性能的措施也是提高结构抗震性能的重要手段。

2. 材料力学性能材料的力学性能直接影响结构的抗震能力。

强度、刚度、韧性等是评估材料抗震性能的主要指标。

合适的材料选择和正确的施工方法可以提高结构的抗震性能。

3. 地震波传播和地震响应地震波传播是指地震波在地下和建筑物内的传播过程。

地震波的传播路径和传播速度对建筑物的抗震性能有重要影响。

地震响应是指建筑物在地震作用下的反应。

合理的地震波输入和地震响应分析可以评估建筑物的抗震性能。

三、结构抗震性能研究方法1. 形式化分析形式化分析是一种定量评估建筑物抗震性能的方法。

通过建立结构数学模型，采用数值分析方法求解结构的地震响应，得到结构的位移、应力等参数。

然后，将这些参数与设计要求进行比较，评估结构的抗震性能。

2. 实验研究实验研究是通过进行地震模拟试验或现场观测，获取建筑物在地震作用下的真实响应数据。

通过对这些数据的分析和解释，评估结构的抗震性能。

实验研究可以验证数值分析的准确性，也可以提供设计准则的参考依据。

3. 工程案例分析工程案例分析是通过对历史地震或已发生的地震灾害中建筑物的响应情况进行研究，总结结构抗震性能的经验和规律。

结构防震技术研究及发展方向刘庆云刘建新（唐钢发展规划处）（唐钢设计研究院）摘要本文对工程结构的防震技术--抗震、消震、隔震进行研究比较，指出随着科技的发展，结构防震技术将由以往被动的“抗”逐渐转向积极主动的“消”、“隔”，从而使防震效果更佳。

关键词抗震消震隔震1 前言地震是一种危害极大的突发性自然灾害，曾给人类带了来无数的生命与财产损失。

为减少震害，有效地防御地震，不断地研究完善结构防震的理论与技术显得十分紧迫且必要。

2 结构的抗震结构抗震技术是一种传统的防震技术，抗震设防目标被形象地描述为“裂而不倒”，在现行的抗震设计规范中又将这一设防目标具体化为“小震不坏，中震可修，大震不倒”。

为了达到这一目标，要求结构构件具有相当的强度和塑性变形能力。

这种设计思想实际上是一种“疲劳战术”，即是依靠建筑物的结构构件的强度和塑性变形能力，来抵抗地震作用和吸收地震能量，抵御地震作用立足于“抗”。

传统建筑物结构基础固结于地面，犹如地面上的一个地震反应“放大器”，地震时建筑物受到地震的作用由上向下逐渐放大，从而使结构构件被破坏，建筑物内人员也会感到强烈的振动。

为了保证建筑物的安全，必须加大结构构件的设计强度，耗用材料多。

地震力是一种惯性力，建筑物的构件断面大，所用材料多，质量大，同时受到的地震作用也增大，这样很难在经济和安全之间找到一个平衡点。

同时传统的抗震方法仅能解决7~9度区的设防问题，而结构在高裂度下被破坏，对此，目前的抗震方法尚无法解决。

之所以如此，是因为通常的工程抗震方法不是御“患”于外，而是引“患”入内，让地震波自然输入上部结构，引起上部结构的强迫振动，然后采取增大构件截面尺寸，增加配筋量……等措施来抗震。

应该说传统的防震技术完全是一种被动的方法，要改变这种状况，必须研究和采取有效的防震技术，于是有专家提出了“消震”技术。

3 结构的消震结构消震构造措施和设计手段，对结构加以控制使之形成最佳耗能机构，以吸收和耗散地震能量。

对地下建筑结构实用抗震分析方法研究摘要：在建筑科技迅速发展的当代，地上建筑结构的抗震理论日益成熟，相比之下地下建筑结构抗震的研究相对滞后，也逐渐有人关注和深入研究地下建筑结构的地震效应，对此领域也出现了仁者见仁智者见智的百家争鸣之态，每种理论都有各自的立足点，当然也不乏不足之处待以完善。

本文就当下几种地下建筑结构抗震的分析办法进行阐述和总结，希望可以带动更多的人对地下建筑结构的抗震分析引发更深的思考。

关键词：抗震；地下建筑；周围土体随着我国经济的迅速发展，地下结构工程也逐渐步入正轨，形成一套严密的体系。

一般来说，地下建筑结构能避开地面结构的一些缺陷，例如外界环境影响减弱，建筑的刚度也较大，这并不意味着地下结构工程可以永远避免地震等意外的发生，并且由于目前国内对于地下建筑结构实用抗震策略研究的层次较浅或者说研究成果较少，一旦发生地震，那么地下建筑将会受到巨大破坏，并且在灾后也不能给出及时的补救办法，造成更大的财力人力损失。

因此，我们需要加强对这方面的研究，使地下建筑结构抗震的研究速度能够跟上地下建筑工程的发展速度。

本文首先分析了近年来国内外抗震分析办法的发展并对具体的方法做出阐释，同时研究了地下结构工程抗震反应的特点，结合这两方面的内容，笔者提出了一些自己的想法，以期推进我国地下建筑结构实用抗震研究进程献。

1.地下建筑结构工程地震特性地震发生时，地下结构显示出来的特性主要有以下几点：首先，地下建筑结构的振动应变和地震的加速度联系较小；其二，周围地基的约束会对结构的振动产生很大影响，反之，地下建筑的振动对周围地基的影响较小；其三，地震发生时，地面建筑结构的各点相位差别不大，但是地下建筑结构的各点相位差别就会比较明显；其四，虽然地下建筑结构和地面建筑结构和周围地基的相互作用都会严重影响其动力反应，但是具体程度和方式都是不尽相同的；最后，地震波的入射方向也会影响结构的变化，即使入射方向只改变一点，但对于地下建筑结构来说，其应力会有很大改变，变形严重。

建筑工程学院2013—2014 学年第二学期研究生课程读书报告题目：抗震设计方法的发展考核科目：高层建筑结构设计与分析所在院系：建筑工程学院专业：结构工程姓名：刘继龙学号：1307210443目录摘要： (2)1 引言 (2)2 基于承载力的抗震设计方法 (2)3 基于延性的抗震设计方法 (2)4 基于位移的抗震设计方法 (3)4.1 按延性系数设计方法 (3)4.2 能力谱方法 (3)4.3 直接基于位移的方法 (4)5 基于性能的抗震设计方法 (4)6 结论 (6)参考文献 (7)抗震设计方法的发展摘要：介绍了抗震设计概念的发展过程，分析了近100年来提出的五种主要抗震设计方法的优缺点，并重点论述了基于性能的抗震设计方法，以促进结构抗震性能的研究，更好地做好结构设计。

Abstract：It introdueces the development of aseismatic design,analyzes advantages and disadvantages of five aseismatic design methods of recent one hundred years,puts great emphasis on the designing method based on performance in order to promote the research of structural anti-quake capability and make better job of structure design.Key words: aseismatic design,structural component,ductile index1 引言对应于地震动和结构反应分析研究的发展，人们的抗震设计概念经历了基于承载力—基于延性+承载力—基于性能的过程。

这个过程从以结构承载力分析为主，发展到兼顾承载力和结构变形，再到全面分析结构的承载力、变形、损伤和耗能。

地下结构工程抗震的研究现状及其分析方法摘要随着地下工程的大量兴建和地震自然灾害的频发，地下结构工程的震害问题越来越受到人们的重视。

文章根据地下结构工程抗震的研究背景，对国内外在隧道及地下工程抗震减震研究分析方面的成果进行了归纳总结，指出了各自存在的优势及局限性。

最后简单阐述了地下结构抗震反应的特点，结构破坏的主要特征及提高结构抗震的措施，并提出了自身对今后该领域研究发展方向的看法与思考。

关键字：地下结构，抗震，现状研究，分析方法1 研究背景地震是自然界一种常见的自然灾害。

过去，由于地下结构数量和规模的限制，其震害事例较少，加之地下结构受到周围地层的约束，即使发生地震其震害程度也相对较轻。

因此人们普遍认为地下结构有较好的抗震能力，在地震作用下不易遭受破坏，故地下结构的抗震研究长期未得到重视。

然而，随着地下空间的开发和地下结构建设规模的不断扩大，地下结构也相继出现了各种震害。

1923 年日本关东7. 9 级大地震，震区内116 座铁路隧道，有82 座受到破坏；1952 年美国加州克恩郡7.6 级的地震造成南太平洋铁路的四座隧道损坏严重，1978 年日本伊豆尾岛发生7.0 级地震，震后出现了横贯隧道的断裂，隧道衬砌出现了一系列破坏。

特别是1995 年，日本阪神大地震对神户市的地铁线路造成严重破坏，它也是世界范围内大型地下结构遭受最严重破坏的首例。

阪神地震给地铁结构造成的严重破坏及由此带来巨大的生命和财产损失，引起了世界各国对地下结构抗震设计和研究的重视。

我国地处地震带之间，地震活动频繁。

1999 年9 月21 日，我国台湾省台中地区发生了里氏7 . 3 级地震，台中地区57 座山岭隧道有49 座受到不同程度的损坏；200 8 年汶川特大地震中，根据四川省交通厅公路规划勘察设计研究院的调查统计，四川地区共有56 条隧道受到不同程度的损坏，损坏程度如图所示：[1]图1 地震中公路隧道受损评估统计结果根据国内外学者大量的研究结果，地下结构震害类型及原因可归纳为以下四类［2-3］: 第一类是由断层所引起，造成地层的错动和位移，致使地下结构遭到严重破坏。