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共同沟是一种浅埋地下生命线结构,它将多种市政管线集中布置于沟内,有效的解决了城市化进程中市政管线在规划、改建和管理等方面的问题。我国已有多个城市开始建设或建成了共同沟,但对于共同沟抗震设计方面的研究尚少,因此有必要对实际可能涉及到的工况作深入研究。本文在已有实验和理论研究成果的基础上,采用数值模拟方法作为研究手段,对多种工况下共同沟的地震反应进行计算分析,总结数值模拟结果中共同沟沟体及沟内管道设施的反应规律,并分析产生该现象的原因,最后给出了抗震设计方面的建议。本文主要内容包括: 首先,针对共同沟数值模拟中对所涉及的材料本构、土-结接触面模拟、无限元人工边界等方面的关键理论进行阐述说明,论证了所采用的数值模拟方法的适用性和可行性。 其次,结合已有研究成果,对有限元模型中的材料参数、单元参数、地震动输入、接触面参数以及人工边界设置等方面进行参数分析,在保证计算结果的可靠性和软件易实现性的条件下建立了共同沟地震反应数值模型。 最后,通过总结和分析数值模拟的结果,对共同沟沟体及沟内管道设施的地震反应特点及其原因进行归纳分析,并就不同工况下的反应情况进行对比,得出如下结论:共同沟在地震过程中的整体运动性能良好,仅角点处混凝土会发生开裂,以隔板顶部和侧墙底部受力最大;沟体反应随地震波入射角度的增大呈现先增大后减少的趋势,在30°时达到最大;随竖向土体非均匀程度的增大而增大,并在软弱夹层处产生应力集中现象,而水平向不均匀土体情况下则仅会在软弱夹层处产生反应突变;随埋深的增大而增大,但反应加速度随埋深的增大而减少;管道混凝土支墩在地震作用下会发生开裂,土体会对管道的加速度反应产生滤波作用,设计时应使管道体系自振频率避开地震波的低频段。