盾构法深隧是一种特殊的地下结构。首先,地下结构与地面结构动力反应特点截然不同,这决定了它们抗震分析方法的不同。20世纪60年代美国制定《BART隧道的抗震设计标准》(1969年)对盾构隧道的抗震分析具有开创性意义。日本、苏联等国对沉埋隧道、地铁隧道的抗震理论和计算进行了深入的研究,均取得了一系列成果。
在地下结构抗震领域,早期借鉴地面结构抗震设计的简化方法——静力法,包括地震系数法(又称拟静力法、惯性力法)和反应位移法。这是一般地下结构抗震设计时所采用的使用方法。而对于埋设于软弱地层中的重要地下结构,往往进行地震相应动力分析和动力模型试验分析。
(1)拟静力法
拟静力法又称为惯性力法,包括地震系数法、等代地震荷载法和等效静力荷载法。该种方法的主要思想是把地震时的动力荷载转换为静力荷载,然后对结构按照静力模型计算其反应,以反映地震作用下结构的相应。拟静力法假设结构物各个部分与地震动有相同的震动,其所受的惯性力取地面运动加速度与结构物质量的乘积。(www.daowen.com)
(2)反应位移法
反应位移法是地下结构抗震分析时常用的一种方法,属于一种考虑土与结构相互作用的计算方法。该方法认为地下结构的地震变形受制于地层变形,地层变形的一部分传给结构,从而产生应力应变。通常情况,对于纵向结构可采用应变传递比α 和β 来反应土壤应变传递到结构上的递减,从而得到结构的轴向应变和弯曲应变。而对于结构横断面分析时,首先将地层对结构变形的约束简化为弹簧,然后将结构断面深度的震动位移先求出,然后将此位移强加于结构侧向弹簧上;其次按地震反应求出的最大加速度分布确定结构所受的水平惯性力荷载和动水压力;最后将地震反应求出的最大剪应力施加于结构的顶部,将水平剪应力与结构惯性力之和施加于结构底面进行结构本身地震反应计算。
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