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我国目前很多城市正在大规模建设地铁,地铁车站、区间隧道下穿既有地面建筑,或是在既有地下结构上方修建地面建筑,都是城市建设中很常见的情况。目前,大多数关于地下结构抗震方面的研究都是土,地下结构相互作用体系下的,考虑地面建筑对地下结构抗震性能影响的研究鲜有见刊,目前国内地下结构抗震设计规范中很少有考虑地面建筑的影响。鉴于此,本文主要研究地下结构-土-地表结构相互作用体系的地震反应特性,首先以北京地铁17号线望京西站为例,建立了三维地下结构-土-地面建筑相互作用体系的模型,研究了地铁车站的地震反应特性;其次针对地面建筑在地下结构的正上方这一种特殊情况,研究了水平地震作用时地下结构距地面建筑不同距离、不同入射波频率、不同地面建筑结构的情况,以及竖向地震作用时地下结构距地面建筑不同距离时,地下结构的地震反应特性;最后建立地下结构-液化场,地面建筑相互作用体系计算模型,分析液化场地和地下结构的地震反应特性。主要结论如下: (1)有公交枢纽时,与无公交枢纽相比,地铁车站结构侧墙与柱的剪应力有所增大,层间位移有所增大,地下结构所受的惯性力基本不变。 (2)水平地震作用下,与无地面建筑相比,地下结构的顶、底板位移差、侧墙中部附加应力均有增大现象,并且随着地下结构埋深增加增大程度渐渐变小;而侧墙底部和顶部应力相差不大或稍有减小。高频入射波对地下结构的地震反应很小。竖向地震作用下,有地面建筑时,地下结构顶、底板支座处附加应力增大,但增大幅度随着距地面建筑的距离的增加而渐渐变小。 (3)液化场下,有地面建筑时,地面建筑下方土体液化程度比无地面建筑时要低;地下结构有上浮现象,并可能会造成地面建筑的倾斜;地下结构有整体倾斜的现象,与无地面建筑相比,倾斜度较低,可能与土体液化程度有关;与无地面建筑相比,地下结构不同部位的应力有不同程度的增大。 最后,对全文的研究工作进行总结,以期为相似工程的抗震设计提供有价值的参考,并讨论了今后进一步的工作,对未来可能研究的内容做了展望。