Shaking Table Test of Seismic Response of Site⁃tunnel⁃aboveground Building Structure System

WANG Tonghui; LI Xiaojun; CHEN Hongjuan; CHEN Su; ZHOU Longyun

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.20211111057

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Shaking Table Test of Seismic Response of Site⁃tunnel⁃aboveground Building Structure System

更新时间：2025-09-25

- Shaking Table Test of Seismic Response of Site⁃tunnel⁃aboveground Building Structure System
- Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering Vol. 43, Issue 4, Pages: 742-751(2023)
- 作者机构：
  
  1.北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室，北京 100124
  2.中国地震局地球物理研究所，北京 100081
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.20211111057
  CLC： TU921
- Received：04 October 2021，
  
  Revised：2021-11-22，
  
  Published：28 August 2023
- 稿件说明：
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王彤辉,李小军,陈红娟等.场地⁃隧道⁃地上建筑结构体系地震响应的振动台试验[J].防灾减灾工程学报,2023,43(04):742-751.

WANG Tonghui,LI Xiaojun,CHEN Hongjuan,et al.Shaking Table Test of Seismic Response of Site⁃tunnel⁃aboveground Building Structure System[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2023,43(04):742-751.
王彤辉,李小军,陈红娟等.场地⁃隧道⁃地上建筑结构体系地震响应的振动台试验[J].防灾减灾工程学报,2023,43(04):742-751. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20211111057.

WANG Tonghui,LI Xiaojun,CHEN Hongjuan,et al.Shaking Table Test of Seismic Response of Site⁃tunnel⁃aboveground Building Structure System[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2023,43(04):742-751. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20211111057.

摘要

在土体⁃结构体系动力响应研究中，输入地震动特性是必须考虑的关键因素。分别考虑地震动的频谱特性差异和速度脉冲特征，选取了两条不同类型的地震动加速度记录及一条人工合成地震动时程作为输入地震动，设计并开展了隧道与地上建筑结构体系模型的振动台试验，基于试验数据分析了地震动频谱与速度脉冲特性对隧道与地上建筑结构动力响应的影响。结果表明：场地⁃隧道⁃地上结构体系地震响应中，隧道与地上结构的相互作用效应显著，地上结构的存在对地下隧道地震响应的较高频响成分有更显著的影响；相互作用效应显著地受到场地输入地震动频谱特性的影响；输入地震动的速度脉冲特性对隧道响应的影响主要表现在较高频范围，而对地上结构响应的影响不只表现在较高频范围，对周期1.0~2.0的频率范围的响应也具有明显增大作用。

Abstract

In the research of the dynamic performance of the soil-structure system， input ground motion characteristics are key factors that must be considered. In this study， the shaking table test was carried out on the structure system model of the tunnel and aboveground building under different seismic inputs， including two seismic acceleration records with different frequency spectra and an artificial ground motion time-history. The influence of the spectra and the velocity pulse characteristics of earthquake ground motion on the dynamic response of the tunnel and the aboveground building structure was analyzed. The results indicate that for the seismic response of the site-tunnel-aboveground structure system， the interaction effect between the tunnel and the aboveground building is significant， and the existence of the aboveground building has a more significant impact on the higher frequency component of the seismic response of the underground tunnel； the interaction effect is significantly affected by frequency spectra of the input ground motion； the influence of the velocity pulse characteristics of the input ground motion on the tunnel response is mainly in the higher frequency range， while the influence on the response of the aboveground building is not only in the higher frequency range， but also significant to increase the response in the frequency range of period 1.0 s to 2.0 s.

关键词

Keywords

references

何伟，陈健云，于品清 . 地下结构开发对场地地表反应谱影响研究［J］. 地下空间与工程学报， 2009 ， 5 （ 6 ）： 1098 - 1114 .

He W ， Chen J Y ， Yu P Q . A study on influence of underground structure on ground surface response spectra ［J］. Chinese Journal of Underground Space and Engineering ， 2009 ， 5 （ 6 ）： 1098 - 1114 . （in Chinese）

陈国兴，王炳辉，孙田 . 饱和南京细砂动剪切模量特性的大型振动台试验研究［J］. 岩土工程学报， 2012 ， 34 （ 4 ）： 582 - 590 .

Chen G X ， Wang B H ， Sun T . Dynamic shear modulus of saturated Nanjing fine sand in large scale shaking table tests ［J］. Chinese Journal of Geotechnical Engineering ， 2012 ， 34 （ 4 ）： 582 - 590 . （in Chinese）

Baziar M H ， Moghadam M R ， Kim D ， et al . Effect of underground tunnel on the ground surface acceleration ［J］. Tunnelling and Underground Space Technology ， 2014 ， 44 ： 10 - 22 .

Baziar M H ， Moghadam M R ， Choo Y W ， et al . Tunnel flexibility effect on the ground surface acceleration response ［J］. Earthquake Engineering and Engineering Vibration ， 2016 ， 15 （ 3 ）： 457 - 476 .

Chen Z ， Chen W ， Li Y ， et al . Shaking table test of a multi-story subway station under pulse-like ground motions ［J］. Soil Dynamics and Earthquake Engineering ， 2016 ， 82 ： 111 - 122 .

Chen S ， Tang B ， Zhao K ， et al . Seismic response of irregular underground structures under adverse soil conditions using shaking table tests ［J］. Tunnelling and Underground Space Technology ， 2020 ， 95 ： 103 - 145 .

杨书燕，姜忻良，李新国 . 隧道对临近建筑物的地震反应影响分析［J］. 四川大学学报（工程科学版）， 2007 ， 39 （ 3 ）： 41 - 46 .

Yan S Y ， Jiang X L ， Li X G . Analysis on seismic response effect of tunnel to nearby structure ［J］. Journal of Sichuan University （Engineering Science Edition）， 2007 ， 39 （ 3 ）： 41 - 46 . （in Chinese）

何伟，陈健云 . 地表建筑对地下车站结构地震响应的影响［J］. 振动与冲击， 2012 ， 31 （ 9 ）： 53 - 58 .

He W ， Chen J Y . Influence of ground surface building on seismic response of underground station structure ［J］. Journal of Vibration and Shock ， 2012 ， 31 （ 9 ）： 53 - 58 . （in Chinese）

陈健云，何伟，徐强，等 . 地下结构对场地和地表建筑地震响应影响分析［J］. 大连理工大学学报， 2012 ， 52 （ 3 ）： 393 - 398 .

Chen J Y ， He W ， Xu Q ， et al . Analyses for effect of underground on seismic response of ground and adjacent structure surface buildings ［J］. Journal of Dalian University of Technology ， 2012 ， 52 （ 3 ）： 393 - 398 . （in Chinese）

Guo J ， Chen J ， Bobet A . Influence of a subway station on the inter-story drift ratio of adjacent surface structures ［J］. Tunnelling and Underground Space Technology ， 2013 ， 35 ： 8 - 19 .

王淮峰，楼梦麟，陈希，等 . 邻近地上结构对地下结构动力响应的影响参数［J］. 同济大学学报（自然科学版）， 2012 ， 40 （ 12 ）： 1773 - 1777 .

Wang H F ， Lou M L ， Chen X ， et al . Parametric study of influence of surrounding superstructure on infrastructure's dynamic response ［J］. Journal of Tongji University（Natural Science）， 2012 ， 40 （ 12 ）： 1773 - 1777 . （in Chinese）

Wang H ， Lou M ， Chen X ， et al . Structure-soil-structure interaction between underground structure and ground structure ［J］. Soil Dynamics and Earthquake Engineering ， 2013 ， 54 ： 31 - 38 .

Wang G ， Yuan M ， Miao Y ， et al . Experimental study on seismic response of underground tunnel-soil-surface structure interaction system ［J］. Tunnelling and Underground Space Technology ， 2018 ， 76 ： 145 - 159 .

王国波，于艳丽，卫何 . 下穿隧道⁃土⁃地表邻近框架结构相互作用体系地震响应初步分析［J］. 岩土工程学报， 2014 ， 36 （ 2 ）： 334 - 338 .

Wang G B ， Yu Y L ， Wei H . Seismic response of interaction system of underlying tunnels， soils andadjacent frame structures ［J］. Chinese Journal of Geotechnical Engineering ， 2014 ， 36 （ 2 ）： 334 - 338 . （in Chinese）

王国波，王亚西，陈斌，等 . 隧道⁃土体⁃地表结构相互作用体系地震响应影响因素分析［J］. 岩石力学与工程学报， 2015 ， 34 （ 6 ）： 1276 - 1287 .

Wang G B ， Wang Y X ， Chen B ， et al . Analysis of factors influencing seismic responses oftunnel-soil-ground structural system ［J］. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering ， 2015 ， 34 （ 6 ）： 1276 - 1287 . （in Chinese）

王国波，王亚西，于艳丽，等 . 土体-隧道群相互作用体系地震响应研究［J］. 中国公路学报， 2015 ， 28 （ 7 ）： 66 - 76 .

Wang G B ， Wang Y X ， Yu Y L ， et al . Study on seismic responses of soil-tunnel group interaction system ［J］. China Journal of Highway and Transpot ， 2015 ， 28 （ 7 ）： 66 - 76 . （in Chinese）

王国波，伍火胜，王亚西 . 地铁车站与其上盖钢框架结构体系的地震响应分析［J］. 建筑结构学报， 2016 ， 37 （增1 ）： 79 - 84 .

Wang G B ， Wu H S ， Wang Y X . Study on seismic responses of subway station andinteraction system with upper steel frame structure ［J］. Journal of Building Structures ， 2016 ， 37 （ Sup1 ）： 79 - 84 . （in Chinese）

韦浩浩，王国波 . 地下结构与不同刚度地表结构体系地震响应规律研究［J］. 防灾减灾工程学报， 2019 ， 39 （ 2 ）： 258 - 264 .

Wei H H ， Wang G B . Study on seismic response of underground structure and surface structure system of different stiffness ［J］. Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering ， 2019 ， 39 （ 2 ）： 258 - 264 . （in Chinese）

贺秋梅 . 地震动的速度脉冲对结构反应及结构减隔震性能影响研究［D］. 北京：中国地震局地球物理研究所， 2013 .

He Q M . Study on the influence of seismic velocity pulse on sturctural response and isolation properties ［D］. Beijing ： Institute of Geophysics， China Earthquake Administration ， 2013 . （in Chinese）

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