地下隧道結構抗震分析綜述(共11頁)

1、摘 要: 本文綜述了地下隧道結構的地震反應特性和抗震分析的基本方法，簡要介紹了目前國內外地下隧道結構抗震研究的現狀(xinzhung)、各種理論及實用分析方法以及今后的一些發(fā)展動態(tài)，并就各種分析方法作了簡單的比較分析。 關鍵詞: 地下隧道結構 抗震(kngzhn)分析 地震響應 相互作用 1前言(qin yn) 隨著城市化程度的不斷提高，城市規(guī)模的不斷擴大，城市交通問題日益成為制約城市發(fā)展的障礙，因此開發(fā)地下空間來解決城市的交通問題無疑顯得越來越重要了，而地下隧道無疑是最主要的解決手段之一。 目前，我國的許多大城市都已建有地下隧道交通網，如北京、上海、天津、廣州、深圳，同時，全國還有二十幾個城

2、市在進行這方面的規(guī)劃。值得注意的是許多地下隧道結構所處地區(qū)都位于地震頻發(fā)地帶，因此地下隧道結構的抗震設計是個必須面對的問題。 過去人們普遍認為地下構造物受周圍土體約束，在地震時隨其一起運動，地下結構遭受破壞的比例很低，所以除特殊情況外，一般認為地震對地下結構的影響很小。然而近幾年世界范圍內發(fā)生的一系列大地震中，不少地下結構遭受破壞，如1995年的日本阪神地震。這教訓了人們1：隨著對地下空間大規(guī)模的開發(fā)和利用，大都市發(fā)生強烈地震時，地下隧道結構周圍地基變形很大，這可能使結構的一些薄弱環(huán)節(jié)遭受地震破壞從而給隧道結構的整體性能造成極大的影響。 因此在地震作用下尤其是在強震作用下，地下隧道結構的抗震設

3、計分析已經成為地震工程中一個十分重要的問題。而目前國內外現有的抗震設計規(guī)范中關于這方面的抗震設計條文大都十分簡略，難以適應強震區(qū)地下隧道建造的發(fā)展。這就使得地下隧道結構抗震設計的研究成為十分必要的工作。 2地下隧道結構的震害及地震反應特點 為了更好的分析地下隧道結構的地震響應，先考察在地震災害史上，地下結構的所遭受的震害情況。以下是一些的相關震害記錄2：ASCE在1974年公布了Los Angeles地區(qū)的地下結構在1971年的San Fernando地震中所受到的震害；JSCE于1988年總結了日本一些地下結構（包括一條沉管隧道）在震害中的性能；Duke and Leeds（1959），St

4、evens（1977），Dowding and Rozen（1978），Owen and Scholl（1981），Sharma and Judd（1991），Power et al.（1998）及 Kaneshiro et al.（2000）等學者記錄了在歷次震害中地下結構的破壞情況。其中Power等（1998）共列舉了217例震害實例。在這些震害中有不少是關于地下隧道結構的破壞，而1995年的日本阪神大地震則是現代地下隧道結構（如地鐵）首次遭到大規(guī)模的破壞（Nakamura et al.，1996）。 從這些震害記錄中可以得出地下隧道結構的一些震害特點3：整體上地下隧道結構的抗震性能優(yōu)于地

5、面結構（王明年等曾從地下結構動力學模型出發(fā)論證了地下結構的減震原理4）；結構震害隨其埋深的增加有所減少；結構周邊土體的性質對其抗震性有重要影響，如建在巖基上的隧道結構要比軟基上的耐震，沿線地質條件變化較大區(qū)域的結構震害較嚴重，結構在穿越地質不良地帶（斷層、砂土液化區(qū)）也更易于遭受震害；隧道加襯或注漿有助于提高其抗震性能；地下隧道結構的破壞程度同震級、震中距及強震持續(xù)時間等密切相關；地震波的高頻成分可能產生局部(jb)破壞5；地震波長為斷面尺寸的1到4倍時，隧洞結構的存在會對場地土的振動起到放大效應；在隧道出入口、轉彎等結構的斷面形狀和剛度明顯變化部位震害也較嚴重?？偟恼f來，地下隧道結構的震害可

6、歸為兩大類6：其一為場地土的振動引起的結構破壞（即波的傳播效應引起的）；其二為場地土的沉陷、液化等引起的破壞（即地震導致的土體永久性運動產生的）。 地下隧道結構的響應特性主要有68：地下結構的存在對周圍地基地震動的影響一般很?。坏叵陆Y構的振動變形受周圍土壤的約束作用顯著(xinzh)，不明顯表現出自振特性的影響；地震波入射方向對結構振動形態(tài)的影響很大；結構在振動中的應變主要取決于周邊土體的變形，而與地震加速度大小的聯系不是很明顯；地下隧道結構為線形結構，故在振動時各點的相位差別十分明顯，在分析其響應時要考慮行波效應。 3地下隧道結構(jigu)的抗震分析方法 目前地下隧道結構抗震問題的研究方法

7、主要有9：原型觀測，實驗研究以及理論分析。 原型觀測就是通過實測地下隧道結構在地震時的動力特性來了解其地震響應特點。由于嚴格地講地震后土體與結構物的變形是一個場的概念，而模型試驗很難模擬這一點，所以原型觀測成為地下隧道結構抗震研究中必不可少的手段之一10。它主要包括震害調查和現場試驗兩大類。震害調查往往是在地震結束后才開始進行的，因而受觀測時間、手段和條件等的限制，但是震害是最真實的“原型試驗”的結果，因此一直受到人們的重視。目前這方面的資料收集正在不斷的增加，尤其是1995年日本阪神大地震發(fā)生后，進行了廣泛的震害調查，收集了大量有益的資料。但震害調查很難對地震過程中的動力響應進行量測，也無法

8、控制地震波的輸入機制和邊界條件，更無法主動地改變各種因素以對某一現象進行有目的、多角度的研究。故有時就不得補借助于現場試驗，它可以在一定程度上彌補這一缺陷9。 實驗研究就是通過激震實驗來研究隧道結構的響應特性。它可以分為人工震源實驗和振動臺實驗。一般的，由于前者較難反映結構的非線性性及地基斷裂等因素對隧道結構地震反應的影響，故用的不多，而振動臺實驗則可以較好處理這方面的問題，因此被廣泛采用。通過實驗人們可以更好的掌握地下隧道結構的工作特性，進而為抗震分析的理論發(fā)展奠定基礎。該法在實驗區(qū)域的選擇和地基特性的模擬方面還有待進一步研究。 對地下隧道結構這種大型結構，以上(yshng)的兩種方法在實際

9、的運用中都不可避免地會有代價昂貴的問題，因此理論研究無疑是不可或缺的研究途徑。本文中側重于對理論分析方法作較詳盡的介紹。 理論分析的主要基礎是波動理論和有限元方法。地下隧道結構的震害、動力反應及結構自身(zshn)（縱向尺寸遠大于橫向尺寸）特點決定了其抗震分析方法的特點。對地下隧道結構，其抗震設計方法會因不同的施工工藝（如明挖法，盾構法等）而有所不同11，但綜合來看其響應分析的研究方法大致可分為兩大類：一類為波動法，它以求解波動方程為基礎，將地下結構視為無限線彈性（或彈塑性）介質中孔洞的加固區(qū)，將整個系統(tǒng)作為對象進行分析，求解其波動場和應力場；另一類為相互作用法，這是以求解結構運動方程為基礎，

10、將土介質的作用等效為彈簧和阻尼。這兩種方法各有特點，其要點如下7： 31波動(bdng)解法 該法按波動方程來求解地下結構及其周圍介質這一整體的波動場與應力場，忽略了土體與結構間的相互作用情況，認為地下結構的存在對該處的波動場沒有影響，在采用該法設計時，可以將所求得的該處土體的波動變位直接加在結構上來求解結構的響應。它求解結果的精確程度取決于結構與周邊土體剛度差異的大小，較適用于初步設計中對結構響應的估算。 311解析解2 由于地下結構地震動問題的復雜性，對大多數情況都無法獲得解析解，以下介紹一種擬彈性解析解。 該解法中假定地震波的波動場是平面波，其振幅在沿隧道軸向的場地中都是相同的，所不同僅

11、在于到達時間的不同（即考慮行波效應），而忽略了波的散射及波的三維傳播影響。Newmark（1968）和Kuesel（1969）提出了在均勻、各向同性的彈性介質中，以一定的角度入射的諧波作用下自由場的應變簡化算法。St. John和Zahrah（1987） 基于Newmark的方法提出了在壓縮波、剪切波及瑞利波作用下自由場的軸向和彎曲應變的簡便算法，入射波的作用如圖1（Power等，1996）所示。Power等（1996）基于彈性地基梁理論，得出了將軸向應變和彎曲應變綜合表示的隧道結構中軸向應變。 312數值解2 對大多數較復雜情況我們就不得不借助于數值解。對簡化為一維情況的解已有許多程序可用，

12、如基于波的一維傳播理論的FLUSH（Lysmer等，1975）、LINOS（Bardet等，1991）。Navarro（1992）編寫了可用于計算體波和表面波作用下場地土的變形與應力的計算程序。 總之，波動法對求解地震動引起的小變形是簡單有效的。但波動解法在應用上需要將問題作大量的簡化，如一般要假設介質為均勻的(彈性的或粘彈性的)，波型是單一的并且入射波為平面波等，可實際地層的構成是十分復雜的，地震波在臨近地表面時將發(fā)生反射、折射，進而構成十分復雜的現象。這就使波動解法不能很好的反映工程實際，且由于應力場的解法實質上是一種擬靜力法，所以在波動的頻率較高、以及地震波的傳播受到較多干擾的情況下，其

13、應用就會受到一定的限制。同時將它用于軟土等結構(jigu)與地基介質剛度比相差較大的隧道結構計算時，其計算結果常偏于保守，這些情況下就不得不考慮土結的相互作用了。 32相互作用解法(ji f) 這是一種結構(jigu)動力學的方法。該法以結構為主體來求解其地震響應，而周圍地基介質作用則通過相互作用力來反映，也就是說將介質的作用等效為彈簧和阻尼。由于地下隧道結構本身的地震響應才是我們研究的重點，故相互作用的分析方法就更具有較好的實用性12。 相互作用法的基本假定是地基介質中的波動場不因結構的存在而受到影響。實際觀測與模型試驗都表明都驗證了這一點，從而可將問題的求解分為以下兩步：首先不考慮結構的存

14、在，求解介質中自由場的地震響應；再根據結構所在位置土體的運動來求解結構響應。其中，如何考慮介質對結構運動產生的相互作用力，也就是求得地基介質的復阻抗，是該法的重點也是難點，因為確定無限地基對地下隧道結構的相互作用影響通常是非常困難的。在具體的抗震分析中，隧道通常簡化為一維結構。 如前述，地基土介質阻抗的求解是難點，對于長大型的地下隧道結構需同時計算其軸向和斷面內的地震反應。此時地基動力阻抗矩陣均可利用全空間或半空間的動力格林函數求解，但因三維動態(tài)格林函數的求解相當困難，所以需采用數值解法或近似解法。林皋曾給出了邊界元解法，諾瓦克(MNovak)則采用平面應變條件下的動力解與三維空間條件下明德林

15、（MDMindlin）靜力解相結合的方法來獲得近似解。Dasgupta曾提出用衍射方法（Cloning Method）來建立斷面內地基動力阻抗矩陣12。 求解時，可先求得自由場的地震動響應（即得出 ）然后采用Newmark法等逐步積分法來求解方程（5）。地下結構大都為斷面均勻的長狀型結構，根據林皋等的計算結果表明，當軸向離散的節(jié)點數N大于25以后，方程計算的結果基本趨于穩(wěn)定。 一些計算結果分析表明，對于一般的細長形地下隧道結構，其軸向應變要大于彎曲應變，也就是說在地下隧道結構中對結構響應起到控制作用的是其軸向應力。隨著地下隧道結構直徑的增大，土結之間的相互作用逐步得到加強，軸向應力趨于減小而彎

16、曲應力則會有所增大。當結構穿過兩種介質時，在交界面處的地震應力會發(fā)生較顯著的變化。諾瓦克的研究結果表明，臨近交界面處結構應力會顯著增大，最大軸向應力發(fā)生于地震波從硬土介質向軟土介質傳播時，而最大彎曲應力則相反。 相互作用法的本質是解決地震(dzhn)作用下由于波動在土結系統(tǒng)內傳遞所引起的響應問題。該法能否有效地解決實際問題，主要取決于對計算對象的模型化是否合理，也就是要處理好以下幾個關鍵問題10：土結系統(tǒng)初始狀態(tài)的評價；地震波輸入機制及隨機地震動參數的時空分布特性；土結系統(tǒng)動力相互作用的數值模型及方法；土體與結構材料和二者接觸面的靜動本構模型及模型參數的確定；考慮非線性的動力分析方法等。 從目

17、前的研究水平來看，在強震環(huán)境下的動力相互作用分析離能真實地模擬工程實際，尚有很大的差距。尤其是以下幾個問題有待解決10：土體非線性大變形(bin xng)影響問題；接觸面動力特性及其本構描述問題；多相介質與結構物相互作用問題；土體材料的阻尼問題；理論驗證手段及技術的開發(fā)問題；震害調查和原型觀測資料的收集和積累問題等。 4現有地下隧道結構抗震(kngzhn)分析的實用方法 為了考慮地下隧道結構本身特殊性（如大都延伸很長的距離，沿線地質條件可能發(fā)生復雜的變化等）因素的影響，在上述基本方法的基礎上發(fā)展了許多實用的分析方法。主要有： 41BART法13 該法是美國在上世紀六十年代末修建圣弗蘭西斯科海灣

18、地區(qū)的快速運輸系統(tǒng)（簡稱BART）中所建立的地下結構抗震設計準則。其目的是能較普遍適用于廣泛的結構形式和地層條件，對結構設計中遇到的問題可簡單、快速地作出評價，故它包括了抗震特點、變形限制、各種構件和結構、土體不連續(xù)性的影響、土壓力的影響等。該法假定土體在地震期間不會喪失完整性、且只考慮地震作用下隧道結構的振動效應。其總體的指導思想是在抗震設計中，給結構提供有效的韌性來吸收土體強加給結構的變形，同時又不喪失其承受靜載的能力，而不是以特定的單元去抵抗其變形。 隧道結構還應設計成能夠適應地層彎曲變形，此時結構的最大單元應變應根據波與結構斜交的情況得出。 設計者利用該法可快速確定地震引起的地層振動特

19、性，進而為結構抗震設計提供依據。 42反應變位法（響應位移法）14 七十年代日本學者在地震觀測中發(fā)現：地下結構地震中支配其地震響應的控制因素是場地位移，略去結構本身的慣性力和阻尼效應對計算結果的影響很小?；诖颂岢隽说叵戮€狀結構物的抗震設計方法反應位移法。其基本原理就是用彈性地基梁來模擬地下線狀結構物，將地震時地基的位移當作已知條件作用在彈性地基梁上，以求解梁響應，從而計算結構的地震反應，其基本算式如下7： 式中： 包括地下結構的剛度 和地基彈性抗力系數 ， 為結構所在位置土介質的地震(dzhn)變位。地基變位 和抗力系數 的確定是該法的關鍵，若將 取為對角陣，則 相應于文克爾彈簧常數。 日本

20、水道系統(tǒng)抗震設計規(guī)范就是以此為基礎給出了地下埋管的抗震計算公式。舒克拉(DKShukla)等也以此為基礎給出隧洞抗震計算公式。當隧洞沿線的地質條件發(fā)生非常復雜的變化時，可采用日本的田村重四郎提出的多質點質量彈簧模型來確定地基變位，該模型假定地面下存在一個基巖面，并將其上的地基土沿隧道方向劃分成若干段，只考慮各段的水平剪切振動，將其化為單質點體系來分析。求出沿隧道軸向地表層(biocng)的位移后，隧道可按地基變形為已知的彈性地基梁進行動力分析15。此模型已為日本沉埋隧洞抗震設計規(guī)范所采用。 43圍巖(wi yn)應變傳遞法1618 日本學者根據地下管道、隧道等響應的波形與圍巖介質的地震響應波形

21、幾乎完全相似的地震觀測結果和地震波動場理論分析的結果提出的一種實用分析方法，可用于隧道結構的地震響應分析。 圍巖應變一般假定為無洞穴巖體中洞穴中心位置的應變。對隧洞軸向的應變和應變傳遞率仍可采用上一節(jié)的計算模型進行分析，其重點仍是地基抗力系數的確定。濱田政則等曾做過這方面的研究，該法的關鍵是確定與設計地震強度相符的圍巖應變。 44地基抗力系數法16 這是將相互作用的計算模型應用于地下隧道結構橫斷面地震反應分析的一種方法。周圍巖土介質的作用以壓縮和剪切彈簧進行模擬，結構用梁單元進行模擬。該法包括三個基本步驟：圍巖介質彈簧常數計算；圍巖地震變位計算；結構地震反應計算。 圍巖抗力彈簧常數可采用靜力有

22、限元法進行計算。圍巖地震變位可采用以下算法：分段一維模型；平面有限元模型；田村重四郎的多質點模型。 根據圍巖地震反應分析的結果可以計算結構的地震響應。該法為日本核電廠耐震設計技術指針所采用。 45福季耶娃法9 由前蘇聯學者福季耶娃提出。他認為對于波長大于隧道洞徑3倍的P波及S波，只要隧道埋深大于洞徑3倍，長度大于洞徑5倍，就可將地震反應的動力學問題用圍巖在無窮遠處承受一定荷載的彈性力學的平面問題的方法解答。若假定圍巖介質屬線彈性體，則地震作用時引起隧道圍巖的應力及襯砌內力的計算，可歸結為有加固孔口周圍應力集中的線彈性理論動力學問題的求解。這是一種擬靜力方法。 46ST.John法2 該法以彈性

23、地基梁模型來考慮土結的相互作用問題，但忽略了土體與結構(jigu)之間的動力相互作用，是一種擬靜力分析方法。該法認為在地震荷載作用下，隧道截面內產生與自由場的軸向、彎曲和剪切變形相對應的軸向、彎曲和剪切應變。 47動力(dngl)有限元法1823 上述幾種地下結構抗震解析方法都是擬靜力的分析方法。大都是粗略和近似的，往往將問題過于簡，無法滿足對結構在地震荷載下的動態(tài)響應特性進行深入研究，或是進行某些特殊情況或特殊部位抗震分析的需要。這就需要應用動力有限元法。原則上它可以實用于各種復雜形狀的連續(xù)體問題，能較好的反映各種復雜的材料特性。其分析步驟主要有：幾何、材料和荷載的理想化；剛度、質量和阻尼矩

24、陣的形成；建立運動方程并求解。在地下隧道地震響應的動力有限元分析中，常假設在隧道下方存在一個基巖面，將地震加速度沿此基巖激振，再由達朗貝爾原理得出隧道和圍巖有限元體系(tx)的動力平衡方程。 目前隧道抗震分析領域中較通用程序主要有：FLUSH（Lysmer等，1975）；SASSI（Lysmer等，1991）；FLA (Itasca，1995)； ABAQUS（Hibbitt等，1999）以及ANSYS等。 分析單元的選取中，土可取Block單元或二維平面應變單元，隧道可采用梁(或桿)單元。采用該法來分析時，如何考慮無限域中的邊界處理問題是其中的難點，也就是說該如何有效地模擬無限地基的能量輻射

25、作用，從而保證波動從切割邊界內部穿過人工邊界時不產生反射效應。對此，國內外學者提出了很多的處理方法，如菜斯默(J. Lysmer)的改進粘性邊界、斯密思(WDSmith)的迭加邊界、廖振鵬的透射邊界、ClaytonEngquist人工邊界、Higdon人工邊界、一致邊界、阻尼邊界、傳播邊界以及采用無限元法等。徐文煥曾提出“剛性圈”的概念，認為在一定條件下邊界無反射，即在地震力分析中我們常用的加速度譜本身就是各種波綜合作用的結果，故用其推得的位移譜就可以作為分析區(qū)域的邊界條件。潘昌實等學者曾用動力有限元法進行過三維地震響應分析，分析結果表明：在不同邊界條件下，求得反應值差別較大。因此，采用動力有

26、限元法求解時，宜根據實際情況選用合適的邊界條件。 該法由于其所具有的強大適應能力，已成為地下隧道結構動力響應求解的有力工具。 5討論與小結 以上各種分析方法都有一定的不足之處，就目前發(fā)展水平而言，還沒有哪種方法能夠全面地完成地下隧道結構的抗震分析。因為支配地下隧道結構地震響應的控制因素是地基變形，所以，靜力法是不合理的。反應位移法則抓住了地基變形這一控制因素，忽略了結構慣性力的影響。圍巖應變傳遞法也是從變形入手，但要準確地確定合理的應變傳遞率則是極其困難的。地基抗力系數法主要是用于求解結構斷面的響應。BART法則有利于在實際中可快速的對結構的地震響應作出估算。對地下隧道這種線型結構，ST.Jo

27、hn法無疑是較適用的，但它對地基狀況和輸入運動作了過多的簡化。而福季耶娃法將問題簡化為線彈性理論動力學問題的求解，也是過于簡化了問題20。故相比之下，動力有限元分析法無疑是最全面的，但它依賴于計算模型及輸入參數的確定，這有時會導致分析結果與實際情況有較大的出入9。 值得關注的是當前的研究往往忽略(hl)了垂直方向地震分量的影響。如日本的抗震設計中，除核電站及鐵路橋梁基礎設施外，均不考慮豎直方向的震動；我國鐵路工程抗震設計規(guī)范（GBJ 11187）也只考慮地震時受水平方向加速度的作用。但最近(zujn)的一些震害表明，當垂直方向的加速度較大時，它也可能是導致災害的重要原因。1998年土耳其地震中

28、曾觀測到地表縱向加速度為0.39g，橫向(hn xin)為0.31g，而垂直方向達0.5g（g為重力加速度）。故在地下隧道的地震響應分析中，有必要對垂直分量給予考慮，尤其是在強震作用下更應關注24。 目前地下隧道結構的抗震分析中有待進一步研究的問題主要有2：地下隧道結構反應量測儀器的改進；地震荷載傳播機制的深入認識；強震下垂直加速度對結構響應的影響；土結相互作用數值模型的改進；場地土的運動方向和突加效應對結構響應的影響；沿軸向土體運動的不一致和土結之間可能存在的滑移對結構響應的影響；結構的存在對場地土振動的局部放大或衰減效應以及多次反復周期荷載作用效應等。 概而言之，地鐵等大型地下隧道結構，是

29、現代城市生命線工程的重要組成部分，其震害不僅會導致嚴重的經濟損失，而且還會產生嚴重的社會和政治影響。在設計中必須讓結構具有吸收變形及能量的能力，而不是像傳統(tǒng)方式那樣單靠增強結構強度來提高抗震性能。這是在地下隧道結構抗震設計研究中所必須遵循的基本原則8。目前我國已經建造、正在建造以及將要建造一大批超大型復雜地下結構物中包括了大量的隧道結構。這些新的超大型地下隧道結構系統(tǒng)尚未真正經受強震作用的考驗，故一系列新的與抗震設計有關的科學及技術問題需要深入探索，開展系統(tǒng)的地下隧道結構抗震理論分析及應用研究顯得尤為重要和緊迫。 參考文獻 1 季倩倩等地下鐵道震害與震后修復措施災害學， 2001，16（2）

30、2 Youssef M.A.Hashash et al Seismic design and analysis of underground structuresTunnelling and Underground Space Technology， 2001，16 3 張玉娥等地鐵區(qū)間隧道震害特點、震害分析方法及減震措施的探討振動與沖擊， 2003，22（1） 4 王明年等 地下結構是減震結構工程力學， 1999，(增刊) 5 Youssef M.A.Hashash et alNon-linear one-dimensional seismic ground motion propagati

31、on in the Mississippi embaymentEngineering Geology，2001，62 6 胡聿賢地震(dzhn)工程學北京：地震出版社， 1988，9 7 林皋 地下結構(jigu)抗震分析綜述（上）、（下）世界地震工程，1993（2，3） 8 于翔地鐵建設中應充分考慮抗地震作用(zuyng)軌道建筑技術， 2000（6） 9 于翔等地下結構抗震研究方法及其現狀解放軍理工大學學報， 2000，1（5） 10 張建民等 土體與結構物動力相互作用研究進展巖土力學與工程學報， 2001，20（增1） 11 蘇亮盾構法隧道的彈塑性地震反應分析碩士學位論文同濟大學， 19

32、98 12 林皋 地下結構的抗震設計土木工程學報， 1996，29（1） 13 周德培譯地鐵抗震設計準則， 世界隧道1995（2） 14 吳沖 細長地下結構地震響應分析 蘇州城建環(huán)保學院學報， 2001，14（2） 15 韓大建，周阿興沉管隧道地震響應分析的等效質點系模型探討華南理工大學學報，1999，27（11） 16 孫鈞，候學淵地下結構（上、下冊）北京：科學出版社， 1987 17 Michael ORouker，Leon RLWang，謝君斐等譯地震工程與土動力學問題譯文集北京：地震出版社，1985 18 潘昌實隧道及地下結構物抗震問題的研究概況世界隧道， 1996（5） 19 O.K

33、iyomiyaEarthquake-resistant Design Features of Immerged Tunnels in JapanTunnelling and Underground Space Technology， 1995，10（4） 20 孫鈞等 地下結構有限元解析上海：同濟大學出版社， 1988 21 孫海濤，徐迎伍軟土地層中隧道地震反應分析勘察科學技術，2000（1） 22 徐文煥地下結構抗震分析中若干問題的探討西南交通大學學報， 1993，23（3） 23 高峰，關寶樹 沉管隧道三維地震反應分析蘭州鐵道學院學報， 2003，22（1） 24 楊小禮等強震作用下交通隧

34、道的擬靜態(tài)反應中國公路學報，2001， 14（4） 25 ASCE Earthquake damage evaluation and design considerations for underground structuresAmerican Society of Civil Engineers，Los Angeles Section，1974 26 Bardet，J.P. LINOS _ a Non-linear Finite Element Program for Geomechanics and Geotechnical Engineering Users Manual，Univer

35、sity of Southern California，Los Angeles， CA， 1991 27 Dowding，C.H.， Rozen，A. Damage to rock tunnels from earthquake shaking JGeotech EngDiv，ASCE 104 （GT2）， 1978：175191 28 Duke，C.M.， Leeds，D.J. Effects of Earthquakes on Tunnels：Paper Presented at the RAND Second Protective Construction Symposium March

36、，1959：2426 29 Hibbitt， Karlsson and Sorensen Inc. ABAQUS Users Manual 30 Itasca Consulting Group Inc FLA ，Version 33： Fast Legrangian Analysis of Continua 1995 31 JSCE Earthquake Resistant Design for Civil Engineering Structures in Japan Japanese Society of Civil Engineers，Tokyo，1988 32 Kaneshiro，J.

37、Y.，Power，M.，Rosidi， D. Empirical correlations of tunnel performance during earthquakes and aseismic aspects of tunnel design Proceedings of the Conference on Lessons Learned From Recent Earthquakes - On Earthquakes in Turkey 1999， November 8_11. 2000 33 Kuesel，T.R. Earthquake Design Criteria for Sub

38、ways J.Struct. Div.，ASCE ST6，1969： 1213_1231 34 Lysmer，J.， Ostadan， F.，Tabatabaie， M.，Tajirian， F.，Vahdani，S. sassi：A System for Analysis of Soil_structure Interaction -Users Manual Geotechnical Engineering Division， Civil Engineering Department，University of California at Berkeley，and Bechtel Corpo

39、ration，San Francisco，California，1991 35 Lysmer，J.， Udaka，T.， Tsai， C.F.，Seed，H.B. FLUSH：A computer program for approximate 3-D analysis of soilstructure interaction problems Report no. EERC 75-30. Earthquake Engineering Research Center，1975 36 Nakamura，S.，Yoshida，N.Iwatate，T. Damage to Daikai Subway

40、 Station During the 1995 Hyogoken-Nambu Earthquake and Its Investigation Japan Society of Civil Engineers，Committee of Earthquake Engineering，1996：287295 37 Navarro，C. Effect of adjoining structures on seismic response of tunnels Int. J. Numer. Anal. Methods Geomech，1992，16 38 Newmark，N.M. Problems

41、in wave propagation in soil and rock Proceedings of the International Symposium on Wave ropagation and Dynamic Properties of Earth Materials，1968 39 Owen，G.N.，Scholl，R.E Earthquake engineering of large underground structures Report no. FHWA/RD-80/195，ederal Highway Administration and National Scienc

42、e Foundation，1981 40 Power，M.S.，Rosidi，D.，Kaneshiro，J. Strawman：:screening, evaluation, and retrofit design of tunnels Report Draft， National Center for Earthquake Engineering Research，Buffalo，New York，1996，Vol. III 41 Power，M.，Rosidi，D.，Kaneshiro，J. Seismic vulnerability of tunnels-revisited In： Oz

43、edimir，L.，（Ed.）， Proceedings of the North American Tunneling Conference，Elsevier，Long Beach，CA，USA，1998 42 Sharma，S.，Judd，W.R. Underground opening damage from earthquakesEng. Geol.，1991，30 43 St. John，C.M.，Zahrah，T.F. Aseismic design of underground structures Tunneling Underground Space Technol， 198

44、7，2 2 44 Stevens，P.R. A review of the effects of earthquakes on underground mines United States Geological Survey Open File Report 77313，US Energy Research and Development Administration，Reston，VA，1977 45 Dasgupta G. A Finite Element Fomulation for Unbounded Homogeneous ContinuaJ.of Appl.Mech.ASME.，

45、1982，49 46 W01f J.P.and Song C.M. DynamicStiffness Matrix of Unbounded Soil by Finite Element MultiCell Cloning Earthquake Eng.Struct.Dyn.，1994，23 EARTHQUAKE ENGINEERING OF LARGE UNDERGROUND STRUCTURESAccession Number:00392130Record Type:MonographAvailability:National Technical Information Service53

46、01 Shawnee RoadAlexandria, VA 22312 USAOrder Number: PB81-247918Abstract:This study identifies and evaluates the current state of the art of earthquake engineering of transportation tunnels and other large underground structures. A review of the past performance of 127 underground openings during earthquakes indicates that underground structures in general are less severely affected than surface structures at the same geographic location. However, some severe damage, including collapse, has been reported. Stabi