综合 运 用钢筋 混凝 土和 土体 两种材料 非 线性本构 模 型 ，对 某工程 实例进 行地 震破坏 的模拟 研
究。分析结果表明，结构 内部在强震作用下产生了混凝土开裂、钢筋屈服等损伤和破坏，通过与采用
弹性结构模型的计算结果进行对比，发现采用弹性结构模型虽然可以得到与非线性模型相近的结构位
移 ，但 是会 显著低 估结 构 内发 生 的 变形 ，并且 无 法准确指 示 结构 内部 发 生损伤 的部位 。 因此 ，采 用非
线性结构模型分析地下结构的抗震安全性是非常必要的。
关键词 ：地 下结 构 ；结 构土动 力相 互作 用 ；非线性模 型 ；损伤破 坏
中图分 类号 ：TU331．3 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—0860(2011)11—0051·06
Sim ulation study on dam age and failure of underground reinforced concrete structures under seismic load
LI Sheng ，SHANG Feng ，HUANG Miansong
(1．School of Civil Engineering，Tianjin University，Tianjin 300072，China；
2．Department of Hydraulic Engineering，Tsinghua University，Bering 100084，China)
Abstract：A simulation study on the damage and failure is made for an actual engineering case based on the comprehensive appli—
cation of the nonlinear constructive models for both the materials of the reinforced concrete and the surrounding soil materials．
The analysis result shows that the damages and failures such as the concrete cracking and the yielding of the reinforcement will
occur inside of the structures concerned under strong seismic effect． Through the comparison with the result from the calculation
made with the elastic structure model，it is found that though the structural displacement close to that got from the nonlinear mod—
el can be obtained from the elastic structure model，the deformation occurred inside of the structures will be significantly underes—
timated，and then the damaged locations inside of the structures cannot be indicated correctly． Therefore，it is much necessary to
adopt the nonlinear structure model for analyzing the seismic safety of the relevant underground structures．
Key words： underground structure；soil—structure dynamic interaction；nonlinear model；seismic dam age and failure
近年来 ，地下空间结构在交通运输、油气输送等
方面应用 13益广泛 ，特别是城市地铁发展很快 ，成为
现代城市快速公共交通运输系统的核心组成部分，是
解决城市交 通拥挤 、汽车尾气污染等问题 的重要途
径 。我国地下空间应用也得到迅猛发展 ，特别是各地
地铁建设方兴未艾。总体上 ，地下结构受地震影响要
小于地面结构 ，但位于高烈度地 区、埋深较浅 、置于
土体中的地下空间结构 ，也会受到地震的严重破坏 ，
如 1995年阪神地震 中，神户市地铁车站及区间隧道
受到严重破坏 ，并造成大量人员伤亡。因此 ，土体 中
WaterResources andHydropowerEngineering Vo1．42 No．I，
地下空间的钢筋混凝土结构抗震性能问题研究具有重
要的现实意义，并得到了越来越多工程设计人员和研
究者的重视 。
最近十年来 ，土体地下 空间 ，特别是 地铁等地
下建筑 物的钢筋混凝土结构 的抗震性能模 拟研究取
得 了很多进展 。Huo等 对神户地震 中倒塌 的大开
地铁车站的破坏机理进行 了数值模拟 ，曹炳政等

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