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为了适应城市建设的高速发展和人口的急剧膨胀,城市轨道交通及地下空间的建设也随之快速发展。而很多位于河海之滨的大中城市,未来地铁工程的建设将不可避免地穿越软弱土层、砂土层,这种土层在地震作用下必然会发生不同程度的液化现象。国内外的一系列大地震表明,地基土液化引起的结构破坏是震区地下结构与生命线工程的主要震害形式,特别是在强震作用下,液化场地下结构会面临因地基土液化引起的上浮、震后不均匀沉陷以及隧道衬砌因地基液化导致的额外内力而发生破坏的危险。 本文首先归纳总结了现有的液化场地下结构抗液化方法,并分析了各自的适用性和存在的问题。本文以某地铁车站为研究背景,以全液化场地下结构的地震响应为研究对象,采用有限差分软件FLAC3D,对不同形式的反滤层在液化场地下结构抗液化效果进行了数值模拟。本文为实际工程施工设计提供参考,也为以后液化场地下结构的抗震问题提供一定借鉴作用。 主要研究内容及结论如下: 1、通过对砂土液化影响因素和现有的抗液化方法进行总结,对比分析了各方法的适用性和优缺点,为下一步分析计算打下基础。以FLAC3D有限差分软件为动力时程分析计算工具,对液化场地下结构做数值模拟试验,分析液化场地地下结构的动力响应特征,为下一步提出反滤层抗液化方法的抗震分析提供对比。 2、以液化场地地下结构的动力响应分析为研究对象,对在结构周围设置不同厚度的碎石排水层进行数值计算,对比分析不同工况下结构的加速度、应力、位移、孔隙压力等动力响应特征。 3、根据反滤层原理,改变碎石层的一些物理力学参数,在结构周围形成反滤层。对比分析不同碎石层层数工况下结构的动力响应特征,包括:加速度、应力、位移、孔隙压力等。 4、数值试验结果显示:在结构周围设置碎石层形成反滤层对液化场地地下结构有很好的抗液化效果,在一定范围内,随着碎石层厚度和层数的增加,抗液化能力越加明显。