地下鉄荷重が防空壕旧跡構造安全性に与える影響

ZHOU Yong ,  

WU Tongfan ,  

ZHOU Zhengmian ,  

YANG Wenyu ,  

ZHANG Jinxuan ,  

YANG Yang ,  

LIU Hanlong ,  

摘要

都市化の過程において、地下鉄の長期循環振動は歴史的建造物に累積的な損傷をもたらし、戦時の防空壕機能と年数的損傷を兼ね備えた歴史的防空壕に対して特に大きな脅威となる。既存の地下鉄振動と歴史構造物の相互作用研究は、多くの場合、地下構造を規則的で損傷のない材料に単純化し、数値シミュレーションは局所的な簡略モデルを用いるため、「地下空間制約+年数的構造損傷」という複雑な荷重環境を正確に再現することが困難であり、不規則な形状、材料性能劣化の特徴、および「地下鉄-土壌-防空壕」システムにおける振動荷重の完全な伝達経路を十分に反映できない。『新華日報』総館旧跡防空壕を対象に、PLAXIS 3Dを用いて全システム連成モデルを構築し、その振動変形の規則性を分析し、累積変形を定量化した。結果は、地下鉄振動が防空壕に及ぼす影響は「距離減衰-周波数選択」という二重の特性を示し、防空壕領域の振動は1.98~8.67 Hzの低周波が主体であり、防空壕頂部の主周波数は8.67 Hzであることを示している。防空壕の動的応答の空間的差異は「距離-形状-媒質」によって決まり、北側(軌道に最も近い)の鉛直加速度ピーク値は1.05 m/s²、最大主応力は531 kPaであり、弧形アーチ屋根の「振動集束効果」により上部の残留塑性変形は2.0 mmに達する(粘性累積損傷が支配的)。地下鉄の循環荷重下での防空壕の沈下は「初期は速く後期は安定」という特徴を示し、「改良Monismith式+分層総和法」により50年の長期沈降は30.5 mmと算出され、『都市軌道交通工事監測技術規範』(GB 50911—2013)における歴史建築物の沈下限界値(≤50 mm)を満たしている。

关键词

地下鉄振動;防空壕旧跡;構造安全性;動的応答;累積損傷

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