黃土場地地鐵車站振動臺試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與研究1

王玉鈴 權(quán)登州 柴少波 卜永紅 王毅紅

（長安大學(xué)，建筑工程學(xué)院，西安 710061）

引言

黃土場地在中強(qiáng)地震作用下易發(fā)生震陷、滑坡、液化和地震動顯著放大等，會誘發(fā)和加重工程結(jié)構(gòu)地震災(zāi)害，在黃土場地修建地鐵存在較高的地震破壞風(fēng)險(xiǎn)（王蘭民等，2014）。多位學(xué)者針對黃土場地及其工程動力響應(yīng)開展了研究（權(quán)登州等，2015），如慕煥東等（2014）基于試驗(yàn)研究，建立了地裂縫帶黃土等效黏彈性動力本構(gòu)模型；張希棟等（2015）通過試驗(yàn)研究，揭示了雙向動荷載作用下黃土動剪切模量隨動剪應(yīng)變的變化規(guī)律；陳拓等（2017）利用等效線性化波動分析法，定量研究了土質(zhì)和厚度對黃土場地地震動效應(yīng)的影響；夏坤等（2018）分析了汶川地震遠(yuǎn)震區(qū)黃土場地地震響應(yīng)特征，發(fā)現(xiàn)黃土場地地面峰值加速度較大，反應(yīng)譜平臺范圍較寬；王謙等（2019）研究了飽和黃土動力特性區(qū)域差異性，發(fā)現(xiàn)區(qū)域分布對飽和黃土動剪切模量比的影響較小，對阻尼比的影響顯著；高中南等（2019）通過試驗(yàn)研究驗(yàn)證了摻入粉煤灰可有效改善飽和黃土地基抗震性能；韓建平等（2020）開展了黃土場地地下1 層、地上2 層地鐵車站結(jié)構(gòu)抗震性能研究，發(fā)現(xiàn)地上、地下結(jié)構(gòu)交接處破壞最嚴(yán)重。然而，針對黃土場地地鐵車站地震響應(yīng)的研究仍較薄弱，對破壞機(jī)理缺乏足夠的認(rèn)識。因此，有必要通過大型地震模擬振動臺模型試驗(yàn)揭示黃土場地地鐵車站地震響應(yīng)特性及規(guī)律。

本文選取黃土臺塬區(qū)典型2 層雙跨地鐵車站-西安地鐵4號線飛天路車站為原型結(jié)構(gòu)，研究振動臺試驗(yàn)相似設(shè)計(jì)原則、模型材料選擇與模型制作技術(shù)、傳感器優(yōu)化布置與地震動輸入等，對振動臺試驗(yàn)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。通過振動臺試驗(yàn)，得到模型體系地震響應(yīng)數(shù)據(jù)與震害分布特征，對比分析結(jié)果表明，模型結(jié)構(gòu)宏觀震害與數(shù)值模擬結(jié)果較吻合。

1 模型相似設(shè)計(jì)

目前，模型結(jié)構(gòu)動力試驗(yàn)中的相似關(guān)系包括彈性相似律、重力相似律和彈性-重力相似律。在考慮土與結(jié)構(gòu)動力相互作用的地震模擬振動臺模型試驗(yàn)中，使模型體系與原型完全滿足相似關(guān)系十分困難，在現(xiàn)有條件下往往無法實(shí)現(xiàn)，需根據(jù)動力問題特點(diǎn)確定試驗(yàn)中的相似關(guān)系（李振寶等，2010）。本試驗(yàn)主要研究黃土場地與地鐵車站動力相互作用體系地震響應(yīng)及破壞分布，據(jù)此可確定振動臺模型試驗(yàn)相似設(shè)計(jì)原則如下：

（1）由于地鐵車站模型尺寸較小，采用附加全配重的人工質(zhì)量模型消除重力失真效應(yīng)難以實(shí)現(xiàn)，因此，本試驗(yàn)采用欠人工質(zhì)量模型；

（2）應(yīng)考慮多介質(zhì)耦合效應(yīng)，因此，地基土與地鐵車站結(jié)構(gòu)相似關(guān)系應(yīng)盡量保持一致；

（3）本試驗(yàn)?zāi)M地震動作用下地基發(fā)生大變形及結(jié)構(gòu)臨近破壞的特性，模型材料應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系和模型結(jié)構(gòu)抗力應(yīng)盡量與原型相似，且模型材料性能應(yīng)穩(wěn)定、易于加工；

（4）應(yīng)充分考慮試驗(yàn)設(shè)備尺寸、動力性能、承載噸位及配套元器件性能等。

按照上述原則，選取長度、彈性模量及加速度為基本物理量，并根據(jù)Bockingham 的π 定理確定模型體系相似關(guān)系，如表1 所示。由表1 可知，模型結(jié)構(gòu)密度相似常數(shù)為3.0，而模型結(jié)構(gòu)材料微?；炷撩芏扰c原型結(jié)構(gòu)混凝土密度接近，因此，需附加人工質(zhì)量以滿足模型結(jié)構(gòu)密度相似要求。本試驗(yàn)采用在模型結(jié)構(gòu)中均勻粘貼鉛塊的方法實(shí)現(xiàn)附加人工質(zhì)量，從而可充分考慮模型結(jié)構(gòu)慣性力作用。

表1 模型相似常數(shù)Table 1 Similar constants of test model

2 模型結(jié)構(gòu)制作

2.1 模型材料

本試驗(yàn)采用微粒混凝土模擬普通混凝土，為獲得滿足相似關(guān)系的低彈性模量微?；炷?，使用石英砂和具有連續(xù)級配的河砂分別模擬普通混凝土中的粗骨料與細(xì)骨料，通過室內(nèi)試驗(yàn)研究用水量、石灰摻量和粗骨料摻量對微?；炷潦軌盒阅艿挠绊?。在不同配合比下，采用微粒混凝土制作6 個(gè)邊長70.7 mm 立方體試塊和6 個(gè)100 mm×100 mm×300 mm（長×寬×高）棱柱體試塊。將立方體試塊分成2 組，分別測試7 d 和28 d 立方體抗壓強(qiáng)度。將棱柱體試塊分成2 組，分別測試28 d 軸心抗壓強(qiáng)度和彈性模量，試驗(yàn)結(jié)果如圖1 所示。

圖1 微粒混凝土彈性模量和抗壓強(qiáng)度Fig. 1 Elastic modulus and compressive strength of microconcrete

分析試驗(yàn)結(jié)果可得以下結(jié)論：

(1)隨著用水量的增加，微?；炷林锌紫督Y(jié)構(gòu)增多，使試塊彈性模量、立方體抗壓強(qiáng)度和軸心抗壓強(qiáng)度均明顯降低；隨著粗骨料摻量的增加，粗骨料剛性骨架作用與試塊破壞時(shí)需克服粗骨料從基材中拔出的摩擦作用增強(qiáng)，微粒混凝土彈性模量、立方體抗壓強(qiáng)度和軸心抗壓強(qiáng)度均增大。

(2)摻入石灰后，微?；炷量箟簭?qiáng)度和彈性模量均顯著提高，且抗壓強(qiáng)度提高幅度大于彈性模量；隨著石灰摻量的增加，試塊立方體抗壓強(qiáng)度逐漸增大，軸心抗壓強(qiáng)度與彈性模量先增加后減小。

(3)通過增加用水量或減小粗骨料摻量，可降低微?；炷翉椥阅Ａ亢涂箟簭?qiáng)度。改變石灰摻量，可通過不同變化率調(diào)整微粒混凝土彈性模量與抗壓強(qiáng)度。

基于力學(xué)性能試驗(yàn)研究結(jié)果與室內(nèi)試配試驗(yàn)，確定微?；炷僚浜媳葹樗唷眉?xì)料∶粗料∶石灰∶水=1.0∶6.5∶0.5∶0.5∶1.4，測得該配合比下微?；炷晾庵w抗壓強(qiáng)度為8.11 MPa，彈性模量為6 602 MPa，可滿足本試驗(yàn)?zāi)Ｐ徒Y(jié)構(gòu)材料相似要求。

2.2 制作工藝

采用微?；炷梁湾冧\鋼絲制作地鐵車站模型，根據(jù)原型結(jié)構(gòu)與相似關(guān)系確定模型結(jié)構(gòu)尺寸，按照原型與模型相應(yīng)構(gòu)件間彎矩、剪力等效，并考慮施工可操作性，確定模型結(jié)構(gòu)鋼筋布置。

模型結(jié)構(gòu)板與側(cè)墻采用鋼絲網(wǎng)雙向配筋；縱梁與中柱布置鋼筋骨架，其中主筋與箍筋通過焊接連接；板與側(cè)墻、縱梁結(jié)合部設(shè)置腋角，腋角鋼筋采用綁扎方式與相鄰構(gòu)件鋼筋連接。制作模型結(jié)構(gòu)所用模具分為外模和內(nèi)模，外模采用木板，并按照模型結(jié)構(gòu)外輪廓尺寸制作，形成澆筑模型結(jié)構(gòu)的外圍邊界；內(nèi)模分上下2 層，制作內(nèi)模時(shí)，按每層模型結(jié)構(gòu)內(nèi)部最大凈高、凈寬及縱向長度，采用聚苯乙烯塑料泡沫制成長方體，并在其上挖除模型結(jié)構(gòu)內(nèi)部構(gòu)件占用的塑料泡沫，形成中柱、縱梁及腋角等內(nèi)部構(gòu)件澆筑空間。制作完成的外模和內(nèi)模如圖2（a）所示。

模型結(jié)構(gòu)制作過程為：①找平場地并將外模固定；②將模型結(jié)構(gòu)底板與側(cè)墻鋼筋網(wǎng)分別放置于外模底部和側(cè)邊，并澆筑底板微粒混凝土；③待底板表面水分稍干后，放置下層聚苯乙烯塑料泡沫內(nèi)模，同時(shí)將中柱、縱梁及腋角鋼筋骨架置于下層內(nèi)模預(yù)留澆筑空間內(nèi)，將中板鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)于下層內(nèi)模上方中板所在位置；④同時(shí)澆筑模型結(jié)構(gòu)下層側(cè)墻、中柱、縱梁、腋角及中板微?；炷粒⒉捎梦⑿驼駬v工具與人工振搗相結(jié)合的方式將混凝土振搗密實(shí)；⑤待中板表面水分稍干后，按照相同施工工藝，放置上層內(nèi)模及鋼筋，并澆筑模型結(jié)構(gòu)上層構(gòu)件，制作并養(yǎng)護(hù)完成的模型結(jié)構(gòu)如圖2（b）所示。

圖2 模型制作Fig. 2 Manufacturing model

3 模型地基制作

地下結(jié)構(gòu)振動臺試驗(yàn)中，模型土箱模擬效果對試驗(yàn)結(jié)果的影響較大。本試驗(yàn)采用疊層剪切模型土箱，凈尺寸為3.5 m×2.0 m×1.7 m（振動方向×縱向×豎向），采用15 層方鋼管框架疊置并輔以雙側(cè)面鋼板約束的方案，每層框架由4 根截面尺寸為100 mm×100 mm、壁厚為3 mm 的方鋼管焊接而成，層間沿水平振動方向設(shè)置V 形凹槽，并在其內(nèi)放置鋼滾珠，以形成可自由滑動的支承點(diǎn)。模型土箱內(nèi)壁設(shè)置2 mm 厚橡膠模，以防止土樣和水漏出，其底部與振動臺臺面通過螺栓固定，如圖2（c）所示。該模型土箱可模擬自由場地邊界條件，較理想地消除邊界地震波反射或散射效應(yīng)（陳國興等，2010）。

為反映黃土場地特性，盡量使模型地基與原型場地條件相似，制作模型地基的黃土取自飛天路車站施工基坑，所取土樣位于地表以下6～8m，呈褐黃色，大孔且蟲孔發(fā)育，可見少量白色鈣質(zhì)條紋及蝸牛殼碎片，以硬塑狀態(tài)為主，局部呈可塑狀態(tài)，土樣物理指標(biāo)如表2 所示。制作模型地基時(shí)，按黃土天然含水量和密度控制模型地基含水量及密度，將黃土試樣分層裝入模型土箱并進(jìn)行壓實(shí)，裝入每層土樣前對下層土體表面進(jìn)行拉毛處理。土樣裝填至模型結(jié)構(gòu)底面高度處，將模型結(jié)構(gòu)吊送至模型土箱內(nèi)并進(jìn)行定位。在模型結(jié)構(gòu)中粘貼附加人工質(zhì)量塊后采用軟質(zhì)塑料板對端部進(jìn)行封堵，繼續(xù)裝填土樣至模型地基表面。裝填土樣時(shí)將傳感器數(shù)據(jù)線沿水平方向引至模型土箱側(cè)板，集中封裝后緊貼側(cè)板沿豎向由模型地基內(nèi)引出，避免振動過程中數(shù)據(jù)線損壞失效。

表2 土樣的物理指標(biāo)Table 2 Physical parameters of soil samples

4 數(shù)值模擬分析

4.1 模型建立

飛天路車站寬19.2 m，高14.01 m，上覆土層厚3 m，頂板、中板及底板厚度分別為0.8、0.4、1.0 m，側(cè)墻厚0.7 m，中柱為1.2 m×0.8 m 矩形斷面，中柱間距為9.0 m，在板與側(cè)墻、縱梁結(jié)合處進(jìn)行加腋處理。

利用ABAQUS 軟件建模，采用有限元-無限元耦合的方法，通過有限元模擬車站結(jié)構(gòu)及近場黃土，通過無限元傳輸邊界模擬遠(yuǎn)場黃土（Lysmer 等，1969；Chen 等，2015），如圖3 所示。黃土場地尺寸取150 m×70 m，土層組成與力學(xué)參數(shù)如表3 所示，黃土材料特性采用Davidenkov 本構(gòu)模型描述，動剪切模量比Gd/Gmax及阻尼比λ隨剪應(yīng)變的變化關(guān)系如圖4 所示。近場黃土采用四邊形平面應(yīng)變縮減積分單元CPE4R 模擬，遠(yuǎn)場黃土采用四邊形平面應(yīng)變無限單元CINPE4 模擬。車站結(jié)構(gòu)按實(shí)際尺寸建模，采用四邊形平面應(yīng)變單元CPE4 模擬，混凝土材料特性采用塑性損傷模型CDP 模擬（孫海峰，2011），密度取2 500 kg/m3，楊氏模量取2.1×1010Pa，泊松比取0.2。黃土場地與地鐵車站動力相互作用采用主從接觸面模擬（費(fèi)康等，2017），對于法向接觸，以罰函數(shù)模擬界面閉合與分離機(jī)制，對于切向接觸，采用彈性滑移變形模擬界面摩擦與滑移機(jī)制。根據(jù)原型場地條件，采用Geostatic 模塊計(jì)算初始地應(yīng)力，使用生死單元功能模擬地鐵車站施工過程，獲取施工完成的地應(yīng)力場，作為動力分析步初始應(yīng)力狀態(tài)。輸入地震動采用重現(xiàn)期為475 年的西安人工波，峰值加速度為200.6 cm/s2，強(qiáng)震持時(shí)為60 s。

圖3 有限元-無限元耦合分析模型Fig. 3 Analysis model of finite-infinite element method

表3 黃土場地土層組成與力學(xué)參數(shù)Table 3 Soil composition and mechanics parameters of loess site

圖4 黃土動力特性試驗(yàn)結(jié)果Fig. 4 Dynamic characteristics of loess

4.2 地鐵車站地震響應(yīng)

黃土場地地鐵車站地震響應(yīng)數(shù)值模擬結(jié)果如圖5 所示，由圖5（a）可知，地震作用結(jié)束后地鐵車站發(fā)生了損傷，上層柱頂與下層柱底損傷最嚴(yán)重，呈現(xiàn)連通的受拉損傷區(qū)域，寬度達(dá)中柱截面寬度的2/3；側(cè)墻內(nèi)部與頂、底板連接處損傷較重，受拉裂縫發(fā)育較深；板構(gòu)件損傷較輕，僅在較小范圍內(nèi)產(chǎn)生了微小受拉裂縫。由圖5（b）可知，中柱頂部及底部應(yīng)力較大，側(cè)墻內(nèi)部與板構(gòu)件連接處應(yīng)力較大，板構(gòu)件內(nèi)部與側(cè)墻、中柱連接處應(yīng)力較大，側(cè)墻及板構(gòu)件中部應(yīng)力較小。由圖5（c）可知，地基頂、底部發(fā)生最大剪切變形時(shí)，內(nèi)部各測點(diǎn)水平相對位移隨土層深度的減小逐漸增大。

圖5 黃土場地地鐵車站地震響應(yīng)數(shù)值模擬結(jié)果Fig. 5 Numerical analysis results of subway station in loess

5 傳感器布置

5.1 布置原則

在激振過程中主要測試模型地基加速度、水平位移和豎向沉降，模型結(jié)構(gòu)加速度與應(yīng)變反應(yīng)及黃土場地與地鐵車站相互作用界面接觸土壓力等，數(shù)據(jù)采集傳感器如圖6 所示，根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果及試驗(yàn)條件，確定本試驗(yàn)傳感器布置原則如下（韓俊艷等，2018）：

圖6 數(shù)據(jù)采集傳感器Fig. 6 Sensors of shaking table test

（1）主觀測斷面應(yīng)選取與中柱軸線重合的橫斷面，使測量數(shù)據(jù)盡量符合二維平面應(yīng)變假設(shè)。

（2）模型結(jié)構(gòu)主觀測斷面與結(jié)構(gòu)端部的距離應(yīng)大于結(jié)構(gòu)橫向?qū)挾?，以減弱端部效應(yīng)對主觀測斷面動力響應(yīng)的影響。

（3）橫向觀測斷面數(shù)量不少于2 個(gè)，其中主觀測斷面1 個(gè)，其余為次觀測斷面，主觀測斷面?zhèn)鞲衅鲾?shù)量多于次觀測斷面。在主觀測斷面中柱及其他關(guān)鍵部位兩側(cè)布置應(yīng)變片，以對構(gòu)件兩側(cè)受力、變形進(jìn)行對比分析；在與主觀測斷面相同的關(guān)鍵部位設(shè)置次觀測斷面?zhèn)鞲衅?，可相互?yàn)證數(shù)據(jù)的可靠性；在模型結(jié)構(gòu)縱向端部附近設(shè)置少量傳感器，以研究端部效應(yīng)對模型結(jié)構(gòu)受力、變形的影響。

（4）模型結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位同時(shí)布置多個(gè)傳感器，應(yīng)協(xié)調(diào)傳感器相對位置，保證互不干擾。

（5）本試驗(yàn)共設(shè)88 個(gè)數(shù)據(jù)采集通道，應(yīng)充分利用各通道，對盡量多的關(guān)鍵部位進(jìn)行測量，以全面采集模型體系地震響應(yīng)。

5.2 布置方案

根據(jù)傳感器布置原則，共設(shè)6 個(gè)橫向觀測斷面，如圖7（a）所示，包括1 個(gè)主觀測斷面和5 個(gè)次觀測斷面。其中主觀測斷面和1～3 號次觀測斷面位于通過模型結(jié)構(gòu)中柱軸線的橫斷面，主要采集車站結(jié)構(gòu)及周圍黃土地震動力響應(yīng)；0、4 號次觀測斷面設(shè)在通過模型結(jié)構(gòu)端部的橫斷面，用于研究模型結(jié)構(gòu)縱向端部效應(yīng)對結(jié)構(gòu)中部地震響應(yīng)的影響。傳感器布置如圖7（b）、7（c）所示，加速度傳感器A1～A19 用于采集主觀測斷面模型地基與結(jié)構(gòu)加速度響應(yīng)，加速度傳感器A20～A22 設(shè)在2 號次觀測斷面與傳感器A3～A5 對應(yīng)的位置；加速度傳感器A23、A24 分別設(shè)在3、4 號次觀測斷面中與傳感器A5 對應(yīng)的位置；加速度傳感器A25設(shè)在模型底座，用于檢驗(yàn)臺面輸入地震波精度；加速度傳感器A26 設(shè)在0 號次觀測斷面與傳感器A19 對應(yīng)的位置，用于研究垂直于振動方向上模型地基邊界效應(yīng)。共設(shè)44 個(gè)應(yīng)變片，編號為S1～S44，主觀測斷面設(shè)置28 個(gè)（編號為S1～S28）；共設(shè)7 個(gè)土壓力傳感器，編號為P1～P7，主觀測斷面設(shè)置5 個(gè)（編號為P1～P5），用于采集黃土場地與地鐵車站動力相互作用接觸壓力；共設(shè)5 個(gè)位移傳感器，編號為L1～L5，用于量測模型地基水平位移；共設(shè)2 個(gè)激光位移計(jì)，編號為G1、G2，用于測量模型體系豎向沉降。

圖7 觀測斷面位置與傳感器布置示意Fig. 7 Arrangement plan of sensors for shaking table test

6 試驗(yàn)加載方案與震害分析

6.1 試驗(yàn)加載方案

本試驗(yàn)采用美國MTS 公司生產(chǎn)的水平單向高性能地震模擬振動臺，臺面尺寸為3.36 m×4.86 m，最大載重量為25 t，工作頻段為0.1～50 Hz，振動波形可為隨機(jī)波及各種地震波，滿載最大加速度為±1.0g，最大速度為±500 mm/s，最大位移為±120 mm，最大傾覆力矩為45 t·m。為研究不同地震動特性的影響，分別選擇Taft 波、松潘波和西安人工波作為輸入地震動，地震動加速度時(shí)程與反應(yīng)譜如圖8 所示。

圖8 輸入地震動加速度時(shí)程與反應(yīng)譜Fig. 8 Time-histories and Fourier spectra of input accelerations

振動臺試驗(yàn)是損傷累積過程，地震動輸入需遵循激勵機(jī)構(gòu)反應(yīng)由小到大的順序。對于同級荷載，地震動輸入順序按以下方法確定：計(jì)算體系參與質(zhì)量大于50%對應(yīng)的主要周期點(diǎn)，對選定的各地震波在主要周期點(diǎn)處各方向上的反應(yīng)譜加權(quán)求和，按該值從小到大的順序確定地震動輸入順序（周穎等，2012）。本試驗(yàn)加載工況如表4 所示，各工況開始和結(jié)束時(shí)均需輸入白噪聲。

表4 試驗(yàn)加載工況Table 4 Loading conditions for shaking table test

6.2 地震破壞分析

振動臺試驗(yàn)結(jié)束后，模型地基表面沿結(jié)構(gòu)四周出現(xiàn)連通的環(huán)狀主裂縫，以主裂縫為源頭出現(xiàn)數(shù)條支裂縫，并向遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu)的方向蔓延，且主裂縫兩側(cè)土體出現(xiàn)沉降差，如圖9（a）所示。將模型結(jié)構(gòu)挖出觀察其破壞情況，如圖9（b）～9（d）所示。模型結(jié)構(gòu)上層中柱出現(xiàn)典型剪壓破壞，產(chǎn)生嚴(yán)重的豎向裂縫；下層中柱微?；炷链罅縿兟?，縱向受力鋼筋外露；上層中柱與頂板連接處及下層中柱與底板連接處破壞最嚴(yán)重；側(cè)墻內(nèi)部與底、頂板連接處產(chǎn)生裂縫，局部腋角鋼筋從微粒混凝土基材中拔出。模型結(jié)構(gòu)內(nèi)部采集的視頻資料顯示，X6 工況下，僅在中柱與頂、底板連接處產(chǎn)生了裂縫；X7 工況下，結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，呈現(xiàn)出最終的破壞狀態(tài)。對比圖9（b）～9（d）和圖5（a）可知，振動臺試驗(yàn)得到的模型結(jié)構(gòu)破壞特征與數(shù)值模擬分析得到的地鐵車站損傷分布較吻合。因此，本文設(shè)計(jì)的振動臺試驗(yàn)較可靠。

圖9 模型體系地震破壞情況Fig. 9 Seismic damage of test model

7 結(jié)語

本文以實(shí)際工程為背景，對黃土場地典型2 層雙跨地鐵車站大型地震模擬振動臺試驗(yàn)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究，得出以下結(jié)論：

（1）提出了黃土場地與地鐵車站動力相互作用振動臺試驗(yàn)相似設(shè)計(jì)原則，基于Bockingham 的π 定理，對振動臺試驗(yàn)中采用的欠人工質(zhì)量模型進(jìn)行相似設(shè)計(jì)，并在模型結(jié)構(gòu)中粘貼鉛塊以實(shí)現(xiàn)附加人工質(zhì)量。

（2）通過室內(nèi)力學(xué)性能試驗(yàn)研究，得到滿足振動臺試驗(yàn)相似條件的微?；炷僚浜媳龋_定合理的模型結(jié)構(gòu)制作材料。選取施工基坑黃土制作模型地基，并給出模型地基詳細(xì)制作方案，為黃土場地地下結(jié)構(gòu)振動臺試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計(jì)與制作提供參考。

（3）采用有限元-無限元耦合的建模方法，分析黃土場地地鐵車站地震響應(yīng)，并基于數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行振動臺試驗(yàn)傳感器布置。根據(jù)典型黃土場地特性及周邊地區(qū)地震環(huán)境，確定輸入地震動與加載方案。

（4）震害分析表明，振動臺試驗(yàn)得到的模型結(jié)構(gòu)宏觀震害與數(shù)值模擬分析得到的地鐵車站損傷分布較吻合，研究結(jié)果可為黃土場地地鐵車站、地鐵隧道及地下商業(yè)街等地下結(jié)構(gòu)大型地震模擬振動臺試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與抗震研究提供參考。