摘要：近年来，随着城镇化推进，交通拥堵问题越来越严重，地铁以其快速、便捷的优势，迅速受到大型城市的青睐，也成为一个城市现代化的标志，地铁建设因此在国内外大型城市如火如荼的进行着。地铁建设作为百年工程，地铁的抗震性能设计是地铁结构设计的重要组成部分，针对地铁抗震性能的分析受到广大学者的重点关注。
关键词：地铁车站；结构；抗震设计
1地下结构的抗震研究
考虑到地层的约束，相比地上结构而言，地下结构被认为具有良好的抗震性能。但是，通过对近些年来国内外地下结构地震灾害现象的调查研究，在地震作用下，地下结构的破坏现象也相当普遍，对地下结构抗震性能的研究也在实际的设计工作中不断推进。采用MIDAS/GTS软件对地下结构进行时程法计算分析，动力有限元数值仿真分析中，所关心振波的高频（短波）成分决定网格单元长度，低频（长波）成分决定模型边界范围的大小。通常，当计算模型的水平范围取为8～10倍隧道直径时，即可获得较高的计算精度。为了解决有限截取模型边界上波的反射问题，边界条件采用粘-弹性吸收边界。粘-弹性边界不仅可以较好地模拟地基的辐射阻尼，而且也能模拟远场地球介质的弹性恢复性能，具有良好的低频稳定性。本次分析采用地震输入为地质安全评估部门专门提供的地震时程函数。根据抗震设计条件，采用安评报告中三组50年超越概率为10%和2%地震的基岩加速度时程函数进行时程法分析，根据轨道交通抗震规范，本工程仅计算水平地震作用，根据三个样本的加速度时程，分别沿X方向、Y方向进行时程分析，取其中最不利影响结果作为本工程抗震依据。
2地铁车站震害机理分析
地铁车站地震破坏和地震烈度，对焦距离和地震波的特征形态的差异，地震力方向与地质条件、车站结构和周围的土壤介质的相对刚度和施工方法，施工难度密切相关。根据地下结构在地震过程中的行为，地震的主要或次要影响会破坏车站的结构。其影响包括两个方面：一是土体的不稳定，即土体变形、位移差、地震沉降和液化。大多数破坏类型发生了很大的变化，断裂带和浅埋段或车站结构刚度的水文地质条件变化远远大于周围土体的刚度，目前被公认为主要破坏形式。第二种效应是地震惯性力，指的是结构中强烈的地层运动所产生的惯性力所造成的破坏。这种类型的损坏大多发生在浅层或开放的车站结构中，地震惯性力作用更为明显。此外，浅埋车站结构在浅埋地区可能遭受破坏，其破坏程度远高于深埋车站结构。
地震工程研究所的胡宇贤认为，对于地下结构而言，其抗震能力的重要问题在于土体的地震变形和结构对变形的适应性。因此，地铁车站的抗震设计不仅要求结构在静荷载和地震荷载作用下具有足够的强度，而且能最大程度地吸收地震引起的变形。因此，地铁结构的抗震设计原则应考虑破坏，结构设计应具有足够的韧性以吸收由应力和位移引起的地震相，而不影响其在静力荷载作用下的能力。
3地铁车站结构地震反应动力分析
目前，我国地铁车站结构的抗震设计基本是参照GBJ111―87《地铁工程抗震设计规范》中有关隧道部分的条文和GB50011―2001《建筑抗震设计规范》采用地震系数法进行的。地震系数法用于地下结构抗震计算时具有明显的缺陷，比如按照地震系数法，作用在地下结构的水平惯性力随埋深的增加而增加，这与实际情况明显不符。
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强烈的地震，地下的物理结构和周围的土壤可能表现出明显的非线性、弹塑性状态，地下结构与土体之间的接触面也会发生局部滑移或非连续变形现象，因此，一个合理的地下结构动力分析中必须考虑四个因素：非线性结构的材料非线性，土壤结构综合模型土的非线性动态接触，近场和远场土体的非线性，还应该考虑在半无限土体的影响。对钢筋混凝土非线性材料特性，包括结构的研究相对成熟，对土壤结构的非线性动态接触的研究也取得了很大的进步，模拟土壤和半无限土体性质目前已开发出多种动力人工边界，对土壤的非线性问题（尤其是非线性动力问题）是几十种非线性动力本构模型的发展。目前，虽然没有一种模型具有广泛的适用性，但也存在针对具体问题的合理可行的选择。
对于地铁车站结构，周边土体特性对结构的地震反应和破坏特性有显著影响。在地震作用下，周围土体特别是上覆土层的重力效应对结构的地震反应有着重要的影响。如何合理地反映土体的静力效应和周围土体的半无限性质的影响是一个重要的问题。解决这一问题的方法是动态人工边界和静态人工边界的合理确定和设置。因而有必要发展一种对静力分析和动力分析均能适用的静-动力统一人工边界，并提出直接在静-动力统一人工边界上实现地震波场的输入方法。基于静-动力统一人工边界建立一个可考虑上覆土层的重力效应、实现强地震作用有效输入、合理反映结构材料非线形、土-结构动接触非线形、近场地土非线形与远场地土非线形等影响因素的理论分析模型是完善地下结构静力分析及地震反应动力分析的合理途径。
4提高地铁车站抗震性能的措施
4.1加大抗震研究投入情况
为了提高地铁车站的抗震性能，有必要加大对城市轨道交通研究的投入。大家都知道在地震的过程中要使用到大量的技术设备和系统的检测手段，与地震监测部门进行沟通，以掌握安全情况，地震发生时能够及时掌握第一手资料，提高具体问题漏洞，准确地对线路设施做出决策，确保施工的安全性，避免盲目行为。
4.2对不同地质结构进行分析
在施工过程中应该明确区分的开挖和地下结构，可以整体结构和盾构施工的装配式圆形结构，矿山法施工的复合马蹄形结构和轴的不同形态结构，应充分考虑到在中国的一些特殊地区的土壤问题，如沙碎石、软土和岩石的土地面积面积沙粉，主要在山区，以区分不同的结构形式和特征之间的真正意义，根据其动态行为和不同科学研究失败的特点获得地震可行的实施方案。
4.3加强对地铁抗震能力的要求
目前我国还没有具体的抗震设计规范要求，因此现阶段的设计还不能完全满足抗震要求。虽然现阶段在一般标准体系我国建筑抗震设计规范仍然是可能的，但为了满足抗震的地铁站的要求很高，应加强对现阶段地铁车站抗震性能的研究，适当提高其抗震度要求重要的结构。
5结论
综上所述：从以上内容可以看出，提高地铁车站抗震性能现状条件下的那一刻起，我们必须这样做，继续加强对地铁车站抗震性能改善的不足，找出破坏的原因，提出了施工控制措施，具有一定的现实意义。
参考文献：
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论文作者:王铁东
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第11期
论文发表时间:2017/12/1
标签：结构论文; 地铁论文; 车站论文; 地下论文; 边界论文; 动力论文; 性能论文; 《建筑科技》2017年第11期论文;