【摘 要】 地下车站大部分都处在繁华地段，地表建筑多种多样，所以地下车站在建设和运行阶段都应该考虑地表建筑对车站的影响。实际预测过程中，应该将地表建筑和地下车站看作一个统一的系统进行分析，采用有限元的方法研究地表建筑对地下车站地震反映的影响。?

　　【关键词】 地表建筑；地下车站；有限元；影响分析??

　　Analysis of the impact of the construction of surface seismic response of underground stations?

　　Lu Zi-niu?

　　(Wuhan University, Department of Infrastructure Management Wuhan Hubei 430072) ?

　　【Abstract】 Most underground stations are in the downtown area, a variety of surface buildings, so the underground station construction and operation phase should consider the impact of the building on the ground station. The actual prediction process, should be ground buildings and underground stations as a unified system for analysis, the impact of using the finite element method to study the construction of underground stations seismic surface reflects.?

　　【Key words】 Finite element;Underground stations;Surface construction impact analysis??

　　1. 前言 ?

　　地震中地表建筑会对周围地基产生扰动，同时会对周围地下结构产生影响，所以构建地表建筑——地下车站一体化的结构模型具有现实意义。在谐波作用下，地表建筑会将的地震中某些特定的波进行放大，进而对地下建筑结构产生较大的扰动，地下建筑结构的变化又会反馈给地表建筑，最终产生的影响十分严重?? ［1］?。笔者根据多年的工作经验，采用有限元分析方法，结合某地下车站，首先对地表建筑——地下车站模型进行了分析，然后采用ABAQUS软件进行仿真，对结果进行了分析比较，最后根据具体实际情况，对地表建筑对地下车站结构的影响进行了分析，具有一定实际意义和现实价值。?

　　2. 地表建筑——地下车站模型?

　　2.1 某地下车站横剖面采用两层三柱三跨式钢筋混凝土闭合框架结构，地下车站总宽高为21200mm×12020mm，车站结构主体采用混凝土的等级为C40，其中车站具体结构图如图1所示。?

　　2.2 通过对地下车站结构进行分析，上部结构基础为筏板，地下车站和周围土体之间的摩擦接触系数按照准许弹性滑动罚接触算法进行计算，并且定义法向接触为硬性接触，准许筏板穿入上层土体。其中摩擦系数为0.32。按照以上分析可以将地下车站具象化模型如图2所示。?

　　2.3 如图2所示，饱和软土Gb和rb之间具有双曲线关系，其中土体卸载应力应变关系可以归纳总结为以下公式：?

　　τ= τ?c+G??max? (γ-γ?c)［1-H(1 n｜γ-γ?c｜)］ 〖FH〗（1）?

　　其中T?c、r?c分别表示卸载装这点应力和应变参数，H是描述应力-应变关系基本函数，G??max?是初始化的切线模型，n取值为1或者2 ，对应初始加载和卸载。?

　　3. 模拟结果计算和分析?

　　3.1 地震动输入。

　　工程中采用场地50年基准期超越概率15%的人工波和El-Centro波作为地震动输入。采用ABAQUS软件的umat接口真个系统进行仿真，主要使用过采用有限单元方法模拟场地吸收地震波的情况。试验结果如图3所示。?

　　3.2 相对位移反映。?

　　（1）通过对地震动输入的模拟和分析，地下车站的水平位移如图4所示。?

　　（2）如图4所示地下车站的相对水平位移是随机的，地表无建筑成为工况1 ，地表存在建筑的时候被称为工况2，所以工况1 的情况下，车站结构相对位移的峰值为6.6mm，但是当地表存在建筑物的时候，车站相对位移峰值为8.6mm，峰值相对位移增加了2.0mm，可见地表建筑对车站相对位移是有影响的?? ［2］?。?

　　3.3 动内力反映。

　　地下车站某些检测单元在水平方向上面应力比竖直方向上的应力大，但是有些检测单元在数值正应力比水平正应力大。由于地下车站结构采用实体单元，所以无法检测到车站内部内力，所以采用平面单元模拟地下车站可以有效得出地下车站的轴向力、剪力和弯矩。地表无建筑物的时候整个体系结构呈现对称性，聚义表现为以车站中心轴为界经过简单的计算可以得出相对称处的侧墙轴力、剪力和弯矩大致相仿。但是在地表有建筑物的时候，整个体系结构就不再是对称的，结构内力也不再对称，具体体现就是在相对应的剪力、轴力和弯矩会有部分增大，靠近地表建筑的地下结构比远离建筑地下结构的位移更大。纵观整体地下车站结构，楼板处动内力反映峰值相对于侧墙的动内力峰值较小，但是这些不同时不容忽视的。?

　　4. 影响因素分析?

　　地表建筑对地下车站结构地震影响包含诸多复杂的因素，比如建筑本身特性，地震频波特性、土体非线性情况，以及地表空间和地标建筑的尺度和规模。本文由于篇幅的限制主要讲述了建筑自振周期、相对位置变化、建筑埋深、建筑跨距、地震波形等因素的影响。?

　　4.1 建筑自振周期因素的影响。?

　　（1）为了分析比较建筑自振周期对地下车站的影响，采用两栋不同层数的建筑试验，其中建筑物的高度分别为：6层和12层，建筑层高为3.6m，三跨层平均间距为6.4m。建筑物梁结构界面尺寸为400mm×600mm，柱子截面为800mm×800mm，建筑模型的确定采用上述方法，经过必要的分析和计算能够准确分析车站相对位移和动内力相应变化?? ［3］?。地下车站墙体动内力峰值如表1所示。?

　　表1 地下车站墙体动内力峰值表

　　部件名称 内力 工况1 工况2     工况3

　　El-?Centro波    M 218.6 303.07?

　　38.6 303.4?38.67Q 166.2 222.43?

　　33.66 215.68?29.6

　　N     200 316.7?58.40 338.68?69.34

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