Rayleigh地震波作用下地下综合管廊结构计算模型与响应机理研究

地下综合管廊是城市可持续发展的重要方向，具有截面相对较小、埋深较浅的特点。针对地下综合管廊结构的特点，考虑人工边界条件、土体与结构接触单元、土体非线性及两相性等因素，利用大型有限元软件ABAQUS与自编本构关系相结合，建立地下综合管廊三维精细化有限元数值模型。在此基础上，应用基于Biot动力固结方程的有效应力方法，分别从剪切波及Rayleigh波输入的角度开展研究，首先对剪切波作用下的地下综合管廊结构进行分析研究，并分门别类地研究各种因素对计算结果的影响，如人工边界条件、结构埋深、接触面条件等。而后通过小波多尺度分析技术对地震波场进行分离，分离出地震波场中的Rayleigh波分量，利用傅里叶变换技术得到另一分量，得到Rayleigh地震波场，研究Rayleigh波作用下地下综合管廊的响应分析，并基于能量等效原则与剪切波作用进行对比研究，从而揭示浅埋地下结构更易遭受地震破坏的原因。

地下综合管廊，是指将二种或二种以上城市管线放置于同一人工空间中所形成的一种现代化、集约化的城市生命线基础设施。综合管廊已成为城市可持续发展的重要方向，越来越多的大中城市已开始着手综合管廊建设的论证和规划，如重庆、济南、沈阳、青岛等。.　　　地下综合管廊具有截面相对较小、埋深较浅的特点。针对地下综合管廊结构的特点，考虑人工边界条件、土体与结构接触单元、土体非线性等因素，建立了地下综合管廊三维精细化有限元数值模型。. 通过小波分析的多尺度分析方法，对地震波场进行分离。小波分析的研究表明：正交小波对地震波非平稳信号具有良好的局部时频功能，正交小波中具有紧支撑对称的小波函数的效果更好。小波变换中分解层数的选择主要是能够在低频系数部分能够清晰表明瑞利面波的震相特征，一般以3层分解即可。小波变换中阀值的选取具有重要的意义，全局阀值在既能够保证原始信号属性的同时，又不丢失原始信号的能量。. 利用小波变换多尺度分析方法，分离出地震波场中的Rayleigh波分量，利用傅里叶变换技术得到另一分量，得到Rayleigh地震波场，研究Rayleigh波作用下地下综合管廊的响应分析，研究发现，地下综合管廊以弯曲变形为主，且结构顶面的应变幅值明显大于结构底板的应变幅值，大约为两倍关系，这也更加明显的说明Rayleigh地震波沿着地面深度不断衰减的基本特性。