本项目在重大研究计划“重大工程动力灾变”地下结构抗震领域研究成果的基础上,采用理论分析、数值模拟和模型试验等手段,开展集成研究工作,进一步揭示地下结构地震破坏机理,提出地下结构抗震设计方法,取得的主要研究成果包括:1) 基于近场波动有限元方法,实现了人工边界条件、地震动的波动输入、材料本构模型等,搭建了地下结构地震反应数值模拟平台,并验证了平台的有效性和精度;2) 从围岩土体对浅埋地下结构的两种地震作用效应、组成结构构件不同的受力功能,以及关键构件的力学性能与体系受力分配改变导致的侧墙、中柱变形能力不协调等方面,系统阐述了大开地铁车站的地震破坏机理和失效模式,并提出了抗震关键支撑柱概念;3) 开展了大开车站结构离心机振动台试验,将试验结果与数值模拟结果对比分析,进一步印证了车站结构上覆土体对其塌毁破坏的关键作用;4) 针对地震系数法、自由场变形法、柔度系数法、反应位移法、反应加速度法和地下结构Pushover分析方法的计算模型、关键参数、优缺点以及存在的问题进行了较为系统的评述,采用这些方法计算了日本阪神地震中损毁的大开地铁车站地震反应,并与严格的动力时程分析方法结果进行了比较,分析了各种方法的计算精度;5) 针对浅埋地下结构地震反应分析问题,提出了一种考虑上覆土体竖向惯性力影响的反应位移法,简称惯性力-位移法,给出了惯性力-位移法分析模型的两个关键参数确定方法,包括地基弹簧刚度及上覆土体最大竖向惯性力,工程实例分析结果表明,本文建议的惯性力-位移法与传统的反应位移法相比,不仅克服了传统的反应位移法不能给出中柱轴力的缺陷外,其它反应量的计算精度与之基本相当。发表或录用论文4篇;授权国际发明专利1项、国家发明专利一项;获教育部科技进步一等奖1项(1,2016);培养青年长江学者1名,博士生5人、硕士生3人,其中2人已获硕士学位。研究成果将为我国地下工程的安全建设和运营提供科学支撑。 2100433B