【摘要】随着经济的高速发展和科学水平的不断提高,地下结掏在输水、油、气、排水、交通、水利、矿山、国防以及人民防空工程中起到了广泛的应用,地下结构除了腐蚀和渗漏等问题外.它最大的天敌就是地震。本文从多方面对地下结构的震害进行探讨,并提出一些相应的措施。
【关键词】地下结构 震害 抗震对策
一 前言
现今,我国已步入了地铁工程建设的黄金时期。可是我国是一个地震频发的国家,直到目前为止,我国仍然缺少完善的地铁地下结构抗震分析方法和独立的地铁地下结构抗震设计规范。所以,研究地下结构抗震问题具有极为重要的理论意义和工程应用价值。
二 国内外地下抗震研究发展的概况
地下结构抗震研究是随着地面建筑物抗震研究的发展而发展的。在六、七十年代以前,地下
结构的抗震设计基本上还沿用地面结构的抗震设计方法,只是在七十年代以后,地下结构的抗震设计才逐步形成了本身独立的体系。而且,从七十年代后期以来,只有在日本,地下结构的抗震设计方法才在水道、沉埋隧洞以及核电厂等的抗震设计规范中得到了体现。目前我国还缺乏专门的地下结构抗震设计规范。50年代以前,国内外地下结构的抗震设计都是以日本学者大森房吉提出的静力理论为基础来计算地下结构的地震作用力。60年代初,前苏联学者在抗震研究中将弹性理论用于地下结构(拟静力法),以此求解均匀介质中关于单连通和多连通域中的应力应变状态,得出了地下结构地震力的精确解和近似解。并且前苏联在修建贝一阿干线(BAM)地震高烈度区铁路隧道时十分重视隧道衬砌的抗震设计,在塔什干、埃里温地下铁道建设中也采用了抗震的车站和区间隧道结构。60年代末,美国旧金山海湾地区在建设快速地铁运输系统(BART)时,对地下结构抗震进行了深入研究,他们提出了地下结构并不能抵御惯性力而是具有吸收强加变形的延性,同时还不散失其承受静载荷力等新的设计思想,并以此为基础提出了抗震设计标准。美国在80年代洛杉矶地下铁道的设计中对地震荷载作了充分的考虑。70年代,日本学者从地震观测资料着手,通过现场观测、模型试验,建立了教学模型,并结合波的多重反射理论,提出了反应位移法、应变传递法和地基抗力法等实用计算法,使地下软基隧道和成层地基的抗震研究获得重大进展。80年代末90年代初,J P Wolf和C.M.Song又提出了递推衍射法。
地下管道在现代化工业生产和人民生活中占有重要地位,并在输水、油、气、煤、排水以及通信、供电、交通运输等方面得到广泛应用。地下管道和地上、地面管道一起成为现代工业和城镇生活的大动脉,因而称为生命线工程。地下管线除腐蚀问题外,地震也是破坏因素之一。地震不仅直接破坏地下管线的正常功能,而且可产生次生灾害,如水灾、火灾和爆炸等, 给国家带来重大 损 失 和 人 员 伤 亡 。1975 年 海 城 地 震(M L713) 中,营口市 (8 度区) 150 多 km 管道破坏 372 处,平均震害率为 214 处/ km,经一个多月抢修才恢复正常供水。盘锦地区(7 度区) 直埋大口径钢管 6615km,焊口断裂 21 处,破坏率达 0131 处王宝强子女/ km ; 丝扣联结的小口径管道破坏率为 16 处/ km ; 铸铁管道为 018 处/ km。1976 年唐山地震 (M L718)中,唐山市给水系统全部瘫痪,经一个月抢修才基本恢复供水。秦京输油管道发生 5处破坏。1985年墨西哥地震 (M L811) 中,地震引起不同质材的各种管道均有破坏 ( 其中包括钢管道) , 其中煤气干管断裂引起煤气爆炸,市政管网煤 气管道断裂引起火灾 ,且因供水管网损坏 , 救火很困难。1995年日本阪神地震 (M L712) ,神户市及阪神地区几座城市的供水系统和污水排放系统受到严重破坏,其中神户市供水系统完全破坏并丧失其基本功能。由此可见,地震对地下管道系统的破坏,不仅在高烈度区可对国计民生造
成灾难性的危害,在低烈度区也可以带来重大经济损失。因此,对处于地震区的新建地下管道必须进行抗震验算,并采取相应的抗震措施 。
四高考满分作文2019想去国外留学 震害分析
1.地震烈度
大量震害资料表明,地震烈度对地下结构的震害有显著影响。在同样场地土条件下,平均震害率随地震烈度的增加而增加。一般情况下,地震烈度达到 7 度以上就可能对管道造成明显破坏。美国地震学家 H.利赫杰指出,中等烈度的地震作用下,已锈蚀的管道也可能发生破坏 。
2.高考最高分数是多少分空间方位
地震时管道的破坏特点取决于管道与地震行波传播方向的相互关系。管线走向与地震作用方向吻合时损坏最大,垂直时,损坏不明显。如1964日本地震后,发现土层明显变形,地表出现裂缝。管线与地震作用方向平行的管道中沿环向截面大量断裂。在美国圣费尔南多地区,1971年地震后,管道损坏和破坏的100多例调查结果,也证实了这种空间方位关系 。
3.埋深
在许多情况下,地下管道的破坏随埋深的增加而减小 , 蒙蒙的什么如 1966 年塔什干地震 。但在有些情况下地下管道破坏与其埋深不存在固定的关系,如1948年阿什哈巴德地震。从能量角度看,地下结构埋深越大,由地震面波导致的能量越小,震害应减轻。但因地层构成及管道结构对地震作用有影响,所以深埋的地下管道也有可能出现破坏较严重的情况。
4.场地土特性及地貌特征
场地土特性及地貌特征包括场地分类、液化特性、塌陷区、构造地裂和岸边滑移等。这类因素直接影响地震时管周土体对地下管道作用力的大小和方式。作用
力的方式对管道的破坏形式有决定性的作用。
5.管材、口径和管道构造特点
在条件相似的情况下,非刚性接口的钢筋混凝土、石棉水泥、铸铁和钢管道破坏的比较对钢管道破坏率最低,石棉水泥管道次之。前者主要得益于材质,后者主要是由于管道不长。
大量震害资料表明,随着地震烈度的增加,不同材质的管道损坏率将接近。如在地震烈度为10~11度时,铸铁管道和钢筋混凝土管道的破坏率与钢管道的破坏率基本相等。地下管道的抗震性能在很大程度上取决于管子的口径,大量的数据记录表明损坏或破坏 80 %以上发生在口径200m m以内的地下管道中,其原因主要是小口径管道在土体中的约束程度比口径300m m以上的管道要高得多。
五 抗震对策
1.地下管道震害中,因地基液化、沉陷、滑坡等产生的破坏占大多数。在日本,目前研究方向大多集中在针对地基变形制定地下管道的防震对策。与此同时,地下管线的抗震诊断法研究也很活跃。
黄海波妻子2.鉴于对大量的地下管道,使其在任何地震作用下都不遭受破坏是不可能的,建立能使地下管线功能损失达到最小的管网系统和遭到破坏后的系统恢复方法的计算机分析,目前也有较多的研究。
3.在考虑地下管线抗震方面,应充分注意调查地质情况,包括分析地基稳定性、地基液化
、存在断层与否等。应尽可能避免在地基不稳定之处设置管道。当无选择余地时,应采取措施加固地基,或注意提高地下管线自身的抗震性能。
4.地下工程的被复应该更注重结构强度与刚度的协调一致和完整性。无论是动荷载段还是静荷载段的被复,都是采用钢筋混凝土被复,尤其是基础底板,更是需要加强,也应该采用具有一定厚度的钢筋混凝土现浇板,与墙体、拱顶一起形成一个封闭的设拱形框架结构,与岩体一起,能很好地抵御地震荷载对地下工程的破坏效应。
5.下工程的被复与岩体开挖面之间必须回填密实。现有的被复设计方法都是建立在回填密实的基础上的,且作用在被复上的荷载都是对称布置的,回填不密实会造成计算模型与实际被复在外部荷载作用下,结构响应的不一致性,侧墙和拱顶的受力方式都会发生质的变化。
6.在地下工程非结构构件抗震设计中,除了要考虑结构构件自身的抗震能力外,非结构构件与主体结构之间的连接和锚固方式对非结构构件的地震力的大小以及它们之间可能发生的相互作用有着直接的影响,而且往往是抗震设计的关键所在。
六 结束语
随着科技的不断创新和成熟,对于地下结构的震害也能起到更好的作用,防止因地下结构的震害带来的影响,所以我们要积极的解决地下结构存在的问题,用科学的有效的方法去完善。
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