地铁抗震啦讲述.ppt

初涉地铁抗震 自从1863年英国伦敦诞生了第一条地铁以来，地铁建设不断发展，世界上各大城市都先后兴建了地下铁道。在国内，虽然城市建设起步较晚，但已拥有和正在建设地下铁道的城市越来越多，继北京、天津、上海、广州等城市后，南京、深圳、青岛、杭州、大连等城市的地下铁道．已纷纷在建设或筹建中。 地下铁道建设的蓬勃发展使地铁的 抗震设计问题凸显出来 我国地处于环太平洋地震带上，地震活动性频繁而强烈，是世上最大的一个大陆浅源强震活动区。根据现行地震烈度区划图，我国大部分地区为地震设防区，在全国300多个城市中，有一半位于地震基本烈度为7度乃至7度以上的地震区，23个百万以上人口的特大城市中，有70％属7度和7度以上的地区，如北京、天津、西安等人城市都位于8度的高烈度地震区. 令人担忧的是，我国对地下铁道抗震 问题的研究在理论上和实验方面均没有引起足够的重视，与此相关的抗震设计规范仍主要停留在简单的惯性荷载法阶段，现有的《建筑结构设计规范》和《地铁设计规范》中关于地下结构抗震设计的条款也只有比较简单的描述。 回顾国内外20世纪的一些典型的重大地震．如1948年的阿什哈巴德地震、1966年的塔什干地震、1976年的唐山地震和加兹里地震、1985年的墨西哥地震以及1995年的阪神地震，无一不是由于疏忽抗震设计或抗震设计不当而带来的惨痛教训，它们对地下结构造成的严重破坏对现行 地下铁道的设计敲响了警钟! 地震破坏 唐山大地震后被震弯的铁路 地震破坏的阪神高速公路 近年来，随着地下结构数量的增多和地下结构震害的频繁出现，地下结构抗震问题日益受到人们的重视。特别是1995年日本阪神地震(阪神地震对地铁结构造成的破坏为世界地震史上大型地下结构在地震中遭受严重破坏的首例)后，世界各国尤其是日本的地震学者对地下铁道遭受震害问题尤为关注，他们纷纷针对区间隧道和地铁车站的震害，研究导致震害的主要原因，并据以建立分析理论，提出设计方法，使得地下铁道的抗震研究出现了前所未有的热潮。 地下铁道震害实例 地下铁道震害按震害发生的位置 地下铁道车站的震害 明挖区间隧道的震害 盾构区间隧道震害 一、地下铁道车站的震害 在阪神地震中，神户市地铁多数车站有震害现象发生，尤其是大开车站和上泽车站破坏最为严重，混凝土中柱开裂倒塌、顶板和楼板断裂坍塌、侧墙开裂等破坏 现象随处可见。其他车站的中 柱、顶板、楼板和侧墙部位亦有破坏现象，但总体来说，破坏较为轻微。神户高速铁道大开车站的震害情况如图1所示。 二、明挖区间隧道的震害 明挖区间隧道的典型结构形式为单层双跨箱形结构，因而震害表现形式与地下铁道车站有很多相似之处，但总体受灾程度比车站要轻微一些。浅埋地段隧道震害较为严重，中柱受灾程度比其他构件严重，区间段接缝部位有明显垂直裂缝出现，部分混凝土剥落，可见内部钢筋。与受灾严重车站相连的区间隧道段内，顶板与底板间的相对位移较大。 三、盾构区间隧道震害 神户市盾构地铁隧道仅0．4km，覆土厚9～14m，由于这段盾构隧道修建于上世纪80年代，投入运营时间较短，且 穿越地层状况良好，延伸距离也较短，其震害较轻，因此不能完全说明盾构隧道的抗震性能。但神户市五条排污盾构隧 道震害明显严重，隧道段有不均匀沉降出现。混凝土管片接头处混凝土脱落，渗漏现象严重。 地下铁道震害机理分析 现场调查表明，地下铁道震害形态的差异与地震强度、震源距、地震波的特性、地震力的作用方向、地质条件、衬砌的构造条件、隧道与围岩的相对刚度及施工方法、施工的难易程度等有密切关系。 根据以往地下结构在地震时所表现的行为可知，地震的主要或次要效应均可使地下铁道结构遭受破坏。该效应包括两个方面： 一、围岩失稳 二、地震惯性力  第一种效应：围岩失稳 主要指围岩的变形、差异位移、震陷和液化。由于围岩变位，在地铁结构中产生强制变形而引起破坏。该类型的破坏多数发生在岩性变化较大、断层破碎带、浅埋地段或隧道结构刚度远大于地层刚度的围岩之中，这是目前公认的主要破坏形式。 第二种效应：地震惯性力 主要指强烈的地层运动在结构中所产生的惯性力所造成的破坏。该类型的破坏多数发生在浅埋或明挖的车站结构，在这些地方地震惯性力的作用表现得比较明显。 围岩结构自身的地震稳定性 地铁结构要比地面结构安全得多 众所周知，对于同一程度的大地震动而言，如果仅论及结构的惯性力，地铁结构要比地面结构