地铁车站人员疏散模拟试验研究

地铁作为大型城市的首要交通工具,有效地解决了城市的拥堵问题,但由于其内部空间封闭,客流量大人员密集,一旦发生火灾,安全疏散成为一大难题。该文利用Pathfinder人员疏散仿真平台,结合实际轨道交通车站模型,对车站的建筑结构、疏散参数等进行设置,建立不同的地铁站疏散场景。综合考虑人群的性别分布、年龄分布等因素,对疏散模拟整个过程进行计算分析,研究了人员在地铁车站安全疏散的特性。     

青岛地铁隧道某车站开挖数值模拟分析

结合青岛地铁某车站的实际资料,采用三维数值模拟的方法,运用ansys数值模拟软件,模拟实际车站的分步开挖过程,分析城市地铁开挖引起的地表沉降的一般规律,揭示地表的沉降和变形形式。模拟数据与实际监测数据做对比分析,可以对为未挖到的地区的地标沉降做出预测,为工程施工方案制定提供了参考依据。     

地铁风道近接下穿既有地铁车站引起的结构变形

为保证北京某新建地铁风道工程近接施工安全,借助FLAC3D软件对该风道CRD工法的施工过程进行动态数值模拟。计算模型为地层结构模型,土体材料模型采用摩尔-库仑准则。结果表明:既有地铁车站最大沉降量为2.54 mm,发生在该车站东南出入口及风道结构转接的位置,车站与出入口的连接处最大沉降量为0.63 mm。靠近新建地铁风道开挖一侧的既有车站出入口侧墙最大水平位移为0.49 mm,车站与出入口连接处的纵向最大水平位移为0.28 mm。新建地铁风道工程对既有地铁车站整体结构变形影响较小,既有车站最大沉降量及轨道最大差异沉降值均在安全范围内。该研究为地铁工程的设计与施工提供了有益参考。     

地铁车站端头井顶板结构不同模型的内力比较分析

为了解决按平面简化设计并不能完整的真实的反映结构的受力情况,文章通过对车站盾构井的空间模型与相应的平面模型进行横断面及纵断面数值模拟计算比较分析,指出横断面方向:平面模型计算跨中数值偏大,端部支座稍微偏小,顶纵梁支座数值偏大。纵断面方向:平面模型中双侧顶板三边固支工况下跨中数值偏小,端部支座偏大。根据计算结果,得出横断面方向受力采用断面计算是可行的,但是较实际受力保守;纵断面方向需要考虑双向板受力。建议采用理正工具箱三边固支情况计算,但需要对计算结果进行调幅。     

某城市地铁车站风井结构分析

文章以某城市地铁车站风井为例,建立结构平面应变分析有限元模型,对结构的应力、位移、变形和内力进行结构计算,得出结构的强度安全系数及结构裂缝宽度,确定和验证了支护方式.用有限元数值方法对风井结构模拟计算能较真实地反映结构的内力和变形情况,可以用于对结构安全性能进行评价,为类似结构设计提供科学依据.     

缓倾斜液化场地地铁车站结构变形分析

为了研究缓倾斜液化场地对地基土-地铁车站结构地震反应的影响,探讨缓倾斜液化场地液化过程中地下结构的位移变形,采用有限差分软件FLAC3D建立缓倾斜液化场地地基土-地铁车站结构的数值分析模型,采用本构模型Finn对所建立的模型进行地震液化分析;通过分析地铁车站结构周围场地液化分布特征、位移云图和地面倾角分别为0°、 1°、 2°、 3°的4种工况下地铁车站的位移时程曲线,探讨地面倾角对周围场地、地铁车站结构的影响,分析4种工况下缓倾斜液化场地中地铁车站结构的位移地震响应。结果表明：在4种工况下,车站周围液化严重,液化分布基本呈对称分布,右侧底部液化程度随地面倾角的增大而增大;车站发生不均匀上浮并且发生逆时针偏转,底板左右两侧最大上浮差值达到6.2 mm;随着地面倾角的增大,土体出现流滑现象,当地面倾角为3°时,土体流滑位移达到1.6 m,并且车站结构发生33 mm的侧向位移;车站层间位移角随着地面倾角的增大而增加,当地面倾角为3°时,层间位移角超过规范限值。     

北京某地铁车站不同排烟方案的数值分析

地铁车站由于其结构的特殊性,一旦发生火灾,如不采取有效的消防安全措施,火灾中产生的烟气和热量极容易造成大量的人员伤亡.文章对北京地铁某车站在发生火灾的情况下自然排烟和机械排烟两种排烟模式的有效性进行了数值分析.结果表明:无组织的机械排烟并不能创造出利于人员疏散的安全环境,且风机的排烟效率也大为降低,进行有组织的机械排烟是提高风机排烟效率和创造安全疏散环境的有效手段.     

复杂外部条件下地铁车站结构方案探讨

日益复杂的地铁建设外部条件使得常规的地铁车站结构型式在工程应用中遇到挑战,结合近年来参与的地铁车站结构方案设计研究成果,介绍了复杂外部条件下的地铁车站结构方案及工程应用.主要包括:基于双线盾构隧道扩挖建造的地铁车站、基于大直径盾构隧道扩挖建造的地铁车站、穿越桥区分离式车站、穿越铁路站场和城市重要交通干道道口的组合式车站,以及预制装配式车站.适用于存在车站与区间隧道协调困难、车站赋存的外部条件复杂等问题的地铁车站结构型式设计中.     

地铁车站深基坑开挖监测与数值模拟研究

以郑州市某地铁车站的深基坑工程为研究背景,运用有限元分析软件MIDAS/GTS NX建立整体有限元模型,对基坑开挖的每步施工过程进行数值模拟。探讨了深基坑开挖过程中地连墙的水平位移、周围地表沉降及内支撑轴力分布情况,用于判定深基坑在开挖过程中的稳定性和安全性。同时分别对深基坑开挖过程中周围的建筑物沉降、墙顶水平位移和沉降及支撑轴力进行了监测,并与数值模拟值进行对比。结果表明:理论计算值与现场监控值变化趋势基本一致,结果误差不大,均在设计报警值以内;墙体水平位移随着开挖深度增加而增大,且最大的位移逐渐向下移动,土体地表沉降的变形基本随着开挖深度的增大而逐渐增大,但内支撑轴力不随开挖深度的增大而增大,而是呈现波动的变化趋势;在深基坑开挖过程中,应重点对开挖引起的对墙体变形、地面过大变形和支撑结构内力进行监测。研究结果表明监控量测与数值模拟相结合能较好地运用于基坑开挖,也可为类似基坑工程的开挖提供一定的借鉴作用。     

地铁车站火灾疏散仿真分析

为了研究地铁车站的火灾疏散情况,首先探讨了影响人群疏散的一些因素,包括温度、毒害气体和能见度;并通过安全疏散演练实验,得到了人群在紧急状况下撤离火灾车厢的时间及B型地铁列车的车门通过能力,针对安全疏散时间进行了探讨。接着利用元胞自动机理论创建了地铁车站火灾疏散仿真模型;并分析了疏散人数、出口数量、出口宽度对疏散时间的影响,得出了出口数量的增加与出口宽度的加大有助于缩短疏散时间、在起火列车进站前应先疏散站台乘客等结论。     

地铁车站中柱弹塑性地震时程分析精细化仿真

 为了研究地铁车站中柱在地震作用下的响应,运用先进截面整体分析,从中获取位移响应施加于构建精细构件模型的思路,实现了地铁车站中柱在地震作用下的三维弹塑性时程分析。首先对地铁车站进行截面弹塑性时程分析,获取中柱两端的相对位移时程响应,施加于中柱的精细模型两端,以达到模拟中柱在地震作用下的时程反应的目的。结果显示,在施加的罕遇地震作用下,3.94s时中柱产生大规模的塑性区,在4.6s和5.0s时,中柱端部的混凝土相继失效甚至脱落,完全形成塑性铰。中柱的精细模拟与地铁车站截面模拟的结果吻合,并且与实际震害非常相似。     

地铁隧道非线性地震响应动力分析

地铁隧道抗震研究是当今地震工程界重要的研究方向。对广州地铁四号线地铁隧道进行了地震响应非线性有限元分析。采用动力有限元数值分析方法,提出估算地铁隧道地震响应永久变形的有限元计算模型。通过动力有限元方法确定地铁隧道的残余变形量,将各个时刻重复通过计算所确定的残余位移累加得到地震作用后地铁隧道的永久变形量。通过分析地铁隧道的永久变形量确定地铁隧道地震响应稳定性,为地铁隧道地震稳定性分析提供了参考依据。     

地铁车站内流动特性的数值模拟

应用计算流体力学(CFD)方法对地铁列车的进站、出站过程进行了瞬态模拟,得到了不同工况下地铁车站内的气流场分布,分析了列车的运行对车站内流场的影响,并讨论了活塞效应在车站自然通风中的作用.模拟结果表明,列车运行形成的活塞风对车站内的气流组织影响显著,同时也起到了通风换气的作用.站端设置活塞风井能够有效加强车站的自然通风,并降低站内的气流速度.     

基于概率神经网络的地铁车站易损性分析

基于深度学习方法提出了一种地震响应概率模型,并基于此模型推导了地铁车站结构极限状态超越概率的计算公式,以评价结构的地震易损性.首先采用主成分分析对地震强度指标进行正交化和降维;为了克服传统地震响应概率模型中地震动强度指标与结构地震响应指标服从对数空间线性分布假设的局限性,基于BP神经网络建立趋势模型以预测结构的地震响应...     

内爆炸作用下地铁车站结构的动力响应与破坏分析

地铁车站环境封闭,一旦其内部发生意外或恐怖爆炸事件,结构会在爆炸波的冲击作用下产生强烈的动力响应和局部破坏.采用数值方法对地铁车站在背包炸弹等中小型爆炸装置产生的内部爆炸作用下的结构动态响应进行了分析,得到了梁、板、柱等主要受力构件的位移和应变等动力响应,同时分析了炸药量、构件配筋率以及土-结构相互作用等因素对结构主要受力构件响应的影响.研究表明:在内部爆炸作用下,地铁车站的站台板是结构中破坏最为严重的构件,临近柱和中板会产生开裂等轻微破坏;结构的动力响应随炸药量的增大而增大,随构件配筋率的增大而减小;土-结构相互作用对于距离爆源最近的梁、板、柱构件响应影响较小.     

软土场地中地铁地下车站对邻近高层建筑地震加速度响应的影响

基于典型的南京软土场地条件,建立地铁地下车站—土体—高层建筑系统二维非线性有限元分析模型,研究了两层三跨岛式地铁地下车站结构对邻近高层建筑地震加速度反应的影响规律.结果表明:地铁地下车站使高层建筑与地表接触位置的地表加速度反应动力系数!谱谱值在周期0.5~3 s范围有所增大,建筑各层的峰值加速度反应基本上均有所增大,局部楼层的峰值加速度反应增大达43.7%.随高层建筑与地铁车站间距的增大,该影响逐渐减小.若高层建筑分别采用桩基础/筏板基础,间距与地铁地下车站宽度之比D/B≥1,而D/B≥0.75时该影响可以忽略.     

场地类别对地铁地下车站结构地震反应的影响规律

以南京地铁建设为工程背景,根据《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)中场地类别的分类方法,保持场地覆盖层厚度不变,通过改变场地等效剪切波速,设计出典型的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类工程场地类别.采用大型有限元分析软件ABAQUS,考虑土体与混凝土的非线性以及土与结构接触非线性,研究地铁车站在规范规定的不同场地类别条件下地下结构的层间位移和位移角反应特征以及结构关键部位的应力反应特征.结果表明:不同场地类别对地铁地下车站结构地震反应的影响规律和影响程度有所不同.总体来看,在较差场地类别条件下,基岩输入峰值加速度峰值对层间位移角幅值的影响程度较大,且对车站结构下层层间位移角幅值的影响更大.在本文所有的输入地震动强度条件下,Ⅱ类场地下地铁车站结构基本处于弹性工作状态,而Ⅳ类场地下地铁车站结构在中小地震发生时层间位移角很容易进入整体弹塑性工作状态.同时,场地类别越差,车站结构整体残余变形越容易发生,造成结构的残动内力也迅速增加.     

城市地铁施工沉降的数值模拟研究

地下工程施工,会引起地层移动而导致不同程度的沉降和位移,从而影响到隧道和地表建筑物的正常使用和安全运营。以某一地铁施工为依托,运用PLAXIS有限元软件对施工进行动态开挖模拟,分析其沉降因素,正确估计特定地区可能发生的地面变形沉降,将模拟结果与现场监测的资料进行了对比分析,模拟结果可信度高。该研究对城市地铁隧道工程的设计与施工具有重要的指导意义。     

地铁浅埋隧道爆破振动效应试验与数值模拟研究

以新疆乌鲁木齐市地铁1号线东线隧道中营工-小西沟区间段为工程背景,对地铁浅埋隧道爆破振动进行了多次监测试验,发现地铁浅埋隧道地表掌子面前后16 m监测范围内存在空洞效应现象,随着与掌子面距离由小变大,空洞效应现象出现先增强后减弱的趋势直至最后消失;运用LS-DYNA程序,采用拉格朗日算法和完全重启动相结合的方法对地铁浅埋隧道爆破振动进行数值模拟,也得出了地铁浅埋隧道地表掌子面前后存在空洞效应现象的结论,空洞效应现象存在的区域为掌子面两侧10 m范围内,空洞效应现象在掌子面两侧6 m处最为显著.通过将掏槽孔装药一次爆破调整为多分段爆破,减小了掏槽孔单段起爆药量,降低了掏槽孔爆破产生的地表振动效应.