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城市地下综合管廊抗震抗爆研究进展

Part 01

管廊抗震性能研究进展

综合管廊承受的永久荷载为土压力、结构主体和内置管线自重，可变荷载为地面车荷载、人群荷载，偶然荷载为地震作用、燃气爆炸等荷载。管廊由于具有重要的城市运行功能，需对其力学性能进行研究，特别是偶然荷载作用下的动力响应和破坏特征。我国为地震多发国家，管廊在地震作用下会发生较大破坏，造成严重后果，因此进行管廊抗震性能研究具有重要意义。

部分学者进行共同沟结构体系振动台缩尺模型试验，通过分析加速度、混凝土应变、周围土压力，可知共同沟体系地震反应具有独特性，土体性质、地震动强度、结构形式、埋置深度、材料等的影响显著。地下综合管廊地震反应分析与抗震可靠性研究结果表明，边界及接触面条件会对结构应变产生较大影响，在结构被视为弹性的情况下，自由边界的结构应变幅值明显较无限单元小，相对误差最大达123.3%，当忽略结构与土体之间的相对滑移时，结构应变增长幅度达1/3，并首次提出近似Ｒayleigh地震波场的概念。

研究发现，地下综合管廊在剪切波作用下呈整体弯曲变形，同土体在剪切波作用下的变形；各种因素中对结构响应影响最大的为边界条件及非一致激励。部分学者进行非一致地震激励地下综合管廊振动台模型试验，模型场地与模型结构设计合理，为数值模拟奠定良好基础，并将有限元计算结果与试验实测结果从边界效应、加速度响应、位移响应和应变响应角度进行对比分析，得到计算结果与试验结果具有较好规律性的结论。

部分作者对Ｒayleigh波与底部地震加速度共同作用下综合管廊动力响应特征进行研究，建立双仓综合管廊三维动力有限元数值模型，对加速度、管廊结构位移、管廊结构内力进行分析。综合管廊地震响应研究结果表明，综合管廊变形基本与周围土层一致，侧壁与底板连接部位为损伤最大位置。为研究地下综合管廊结构边节点和中节点抗震性能，有关学者以体积配箍率和纵筋锚固长度为