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已有的震害资料表明,地下结构在地震作用下安全性并不是很高,有时甚至会产生严重的结构破坏。当前我国地铁建设已经进入快速发展阶段,然而不同城市间的地铁建设工程场地条件不尽相同,不同场地条件下地铁车站结构的地震反应特征与程度等都需要做进一步的深入研究。 本文基于ABAQUS有限元软件,考虑土与地铁车站结构接触面的动力接触效应和材料非线性等特性,建立了土—地铁车站结构静动力耦合相互作用模型,主要对不同场地条件下地铁车站结构地震破坏机理及其抗震性能进行研究,以期为相关的抗震设计以及规范的制定提供合理的建议与指导。论文的主要内容和成果如下: (1)系统地研究了土与地铁车站结构接触面的动力分离与滑移现象,给出了动力接触效应对车站结构地震响应的影响规律,分析表明大震时动力接触效应明显,且一定程度上有利于地铁车站结构整体抗震性能,同时建议小震情况下可以不考虑动力接触效应以简化相关抗震设计; (2)以《建筑抗震设计规范GB50011-2010》为依据,构造了Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ三种不同场地类别,研究了不同场地类别下地铁车站结构的地震响应规律,同时综合考虑车站结构损伤程度和侧向变形等因素,初步给出了三类场地下地铁车站结构弹性、弹塑性层间位移角限值,分析表明Ⅳ类场地下车站结构很容易进入弹塑性工作状态,整体抗震性能较差; (3)研究了不同场地覆盖层厚度下地铁车站结构的加速度、侧向变形和应力的地震响应规律,分析表明覆盖层厚度变化对地铁车站结构整体抗震性能的影响不大; (4)建立了可液化地基—地铁车站结构相互作用模型,研究了可液化地基中地铁车站地震响应及其对周围地基的影响规律,分析表明考虑地基液化时,地铁车站结构的地震响应比不考虑液化时要大。同时,地基液化引起车站结构上浮与周围土体不均沉降对车站邻近建筑地基的地震安全不利。