十字交叉型地鐵車站結(jié)構(gòu)的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究

于仲洋，張鴻儒，邱滟佳，張 然，李 昊

(1.北京交通大學(xué) 土木建筑工程學(xué)院，北京 100044；2.北京交通大學(xué) 城市地下工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100044)

以往研究表明地下結(jié)構(gòu)受到周圍土體的約束作用，抗震性能普遍優(yōu)于地面結(jié)構(gòu)[1-2]。而隨著近些年地下軌道交通的快速發(fā)展，越來越多的地下工程遭遇地震，損傷破壞時(shí)有發(fā)生，特別是1995年日本阪神大地震[3-4]和2008年汶川大地震[5-6]中均發(fā)生了地下工程的嚴(yán)重破壞。上述損傷破壞現(xiàn)象使得地下工程抗震研究成為近些年來的熱點(diǎn)課題，因此了解并提高各類地鐵車站結(jié)構(gòu)的抗震性能是非常重要且有意義的[7]。

現(xiàn)階段在地鐵車站結(jié)構(gòu)抗震研究中主要采用震害實(shí)例調(diào)查、動(dòng)力模型試驗(yàn)以及數(shù)值模擬分析幾類方法[8-9]。其中，振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)作為最重要的一種模型試驗(yàn)方法，其優(yōu)勢(shì)在于可以自主的改變外部條件，相比于震害調(diào)查更有利于規(guī)律性研究，試驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和試驗(yàn)現(xiàn)象更加真實(shí)、直觀，相比于數(shù)值模擬分析也更加可靠。Iwatat等[10]利用振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)詮釋了阪神地震中地鐵車站結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)理，表明地下結(jié)構(gòu)受到周圍土體的水平力作用產(chǎn)生剪切變形，中柱與頂、底板的鉸接比固接更有利于減輕中柱的破壞。陶連金等[11]以北京地區(qū)的典型地鐵車站結(jié)構(gòu)為背景，分析了振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)中模型相似比設(shè)計(jì)、模型箱設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)模型與模型土制備、試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置、試驗(yàn)加載工況等的一系列問題。陳國(guó)興等[12]以南京地區(qū)細(xì)砂土層為背景，通過振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)探究了可液化場(chǎng)地條件下的車站結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律，為地鐵車站結(jié)構(gòu)的抗震研究提供了基礎(chǔ)性的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。孫海峰等[13]利用振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)探究了兩層三跨和三層三跨地下結(jié)構(gòu)在黏土層和可液化砂土層中的地震響應(yīng)規(guī)律，初步揭示了地下結(jié)構(gòu)的震害機(jī)理和破壞模式，表明地下結(jié)構(gòu)震害往往以結(jié)構(gòu)中柱柱頂、頂板與側(cè)墻連接處的破壞為主，并且破壞程度隨埋深的減小而增大。李積棟等[14]開展了近遠(yuǎn)場(chǎng)地震動(dòng)作用下密貼交叉組合地鐵車站的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，與傳統(tǒng)單體車站對(duì)比表明由于上下兩個(gè)交叉車站結(jié)構(gòu)間的相互作用導(dǎo)致車站底板應(yīng)變幅值大于頂板，側(cè)墻結(jié)構(gòu)下端應(yīng)變幅值均大于上端。Chen等[15]利用振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)探究了在軟土和液化土條件下不規(guī)則斷面的地鐵車站結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)規(guī)律，結(jié)果表明與液化土場(chǎng)地相比，軟土場(chǎng)地條件下車站結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)和損傷破壞更為明顯；軟土場(chǎng)地中車站結(jié)構(gòu)側(cè)移變形更大，車站中柱也更容易發(fā)生破壞，結(jié)構(gòu)構(gòu)件相應(yīng)的峰值應(yīng)變和殘余應(yīng)變也均高于可液化場(chǎng)地中的構(gòu)件。Chen等[16]利用振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)分析了兩層三跨地鐵車站及區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)在微傾斜(傾角為6°)的可液化場(chǎng)地中地震響應(yīng)規(guī)律，結(jié)果表明地鐵車站周圍兩側(cè)的土體液化具有明顯的非對(duì)稱分布特性；與水平層狀場(chǎng)地條件進(jìn)行對(duì)比，表明了在微傾斜場(chǎng)地條件下地鐵車站結(jié)構(gòu)應(yīng)變響應(yīng)規(guī)律以及車站結(jié)構(gòu)非均勻上浮的機(jī)理。

綜上所述，近些年學(xué)者們針對(duì)地鐵車站結(jié)構(gòu)利用振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的方法開展了一些研究[17-21]，但是目前仍然存在一些問題。受到試驗(yàn)設(shè)備、模型制作難度等問題的影響，以往的大部分研究?jī)H針對(duì)斷面形式簡(jiǎn)單的地鐵車站結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，還從未見過有關(guān)大型的復(fù)雜地鐵車站組合體結(jié)構(gòu)的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究。而隨著近些年地下軌道交通網(wǎng)絡(luò)愈發(fā)復(fù)雜，出現(xiàn)了大量的復(fù)雜地鐵車站結(jié)構(gòu)，揭示此類結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)特性除了需要考慮結(jié)構(gòu)與周圍土層間相互作用外，結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)間的動(dòng)力相互作用也起到至關(guān)重要的作用，而這方面的課題以往研究極少[22-24]。

鑒于此，本文首次利用振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的手段探究十字交叉型地鐵車站結(jié)構(gòu)的抗震性能，通過試驗(yàn)結(jié)果揭示地震動(dòng)在場(chǎng)地中的傳播特性以及十字交叉型車站結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)特性，尤其是車站交叉換乘連接段對(duì)車站整體結(jié)構(gòu)的抗震性能的影響問題。試驗(yàn)結(jié)論可為后續(xù)該類型地鐵車站的抗震設(shè)計(jì)提供有效參考。

1 振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)裝置

試驗(yàn)在中國(guó)地震局工程力學(xué)所恢先實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，該振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)指標(biāo)如表1所示。試驗(yàn)采用層疊剪切模型箱，箱長(zhǎng)3.7 m、寬2.4 m、高度1.7 m；模型箱是由15層矩形框架拼裝而成，各層間設(shè)置滾動(dòng)軸承，兩側(cè)設(shè)置立柱和限位框架用于提高試驗(yàn)精度，如圖1所示。孫海峰等[25-27]已對(duì)此模型箱的設(shè)計(jì)、動(dòng)力性能以及邊界效應(yīng)影響等問題進(jìn)行過測(cè)試，證明該模型箱能夠有效地完成地下結(jié)構(gòu)的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)。

表1 振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)指標(biāo)Tab.1 Parameters of shaking table system

圖1 模型箱Fig.1 Model box

1.2 模型相似比設(shè)計(jì)

表2 模型相似比Tab.2 Similarity ratio of the model

1.3 模型制備

結(jié)構(gòu)模型以典型的十字交叉型地鐵車站結(jié)構(gòu)為原型，模型俯視圖呈十字型，兩個(gè)方向的結(jié)構(gòu)斷面分別為三層三跨的結(jié)構(gòu)斷面與兩層三跨的結(jié)構(gòu)斷面?？紤]到臺(tái)面尺寸限制，在模型制備過程中對(duì)車站結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡(jiǎn)化處理，去掉不必要的附屬結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)模型實(shí)物圖如圖2所示，結(jié)構(gòu)模型斷面尺寸如圖3所示。

圖2 十字交叉型車站結(jié)構(gòu)模型Fig.2 Cross station structure model

圖3 模型尺寸(mm)Fig.3 Model sizes(mm)

試驗(yàn)中結(jié)構(gòu)模型的尺寸較小，鋼筋混凝土構(gòu)件制作復(fù)雜且很難保證質(zhì)量，尤其是模型中的鋼筋特性基本失真。因此，在參考現(xiàn)有部分振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)[29-30]條件下，選擇有機(jī)玻璃作為本次試驗(yàn)的結(jié)構(gòu)模型材料，參數(shù)如表3所示。有機(jī)玻璃相比于微粒混凝土材料加工制作更容易，較低的彈性模量更有利于相似比設(shè)計(jì)；與此同時(shí)，試驗(yàn)不涉及結(jié)構(gòu)模型損傷破壞方面的研究，因此有機(jī)玻璃較高的材料強(qiáng)度并不妨礙試驗(yàn)研究目的。另外，為了減小模型箱邊界效應(yīng)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，在箱內(nèi)壁固定預(yù)制20 mm的橡膠膜，通過還原文獻(xiàn)[31]中條件有效地降低橫向邊界效應(yīng)的影響。研究表明：邊界對(duì)結(jié)構(gòu)端部的影響范圍基本在2/3倍的結(jié)構(gòu)寬度以內(nèi)，因此模型箱的縱向邊界不會(huì)對(duì)交叉換乘連接段的影響范圍產(chǎn)生影響。

表3 有機(jī)玻璃參數(shù)Tab.3 Polymethyl methacrylate parameters

模型土選取某車站施工現(xiàn)場(chǎng)基坑開挖的重塑土，利用分層壓實(shí)法進(jìn)行填土夯實(shí)，完成后固結(jié)24 h。模型土的總厚度取1.54 m，結(jié)構(gòu)埋深的厚度取0.1 m。裝箱完成后對(duì)不同深度的模型土進(jìn)行取樣，通過室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)試土樣參數(shù)，如表4所示。

表4 土層參數(shù)Tab.4 Soil parameters

1.4 試驗(yàn)加載工況

選取Kobe波、El-Centro波、Landers波、汶川波、北京人工合成波五條地震波作為輸入地震動(dòng)，原始波型如圖4所示。輸入地震動(dòng)強(qiáng)度由小到大，能量由小到大逐級(jí)加載，加載工況如表5所示。

(a) Kobe波時(shí)程曲線

表5 加載工況Tab.5 Loading conditions

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

本節(jié)圍繞地震動(dòng)在場(chǎng)地中的傳播特性以及十字交叉型車站結(jié)構(gòu)的動(dòng)力變形特性兩部分內(nèi)容展開。其中，加速度放大系數(shù)是指各測(cè)點(diǎn)與底部測(cè)點(diǎn)的加速度響應(yīng)峰值比值；采用半橋接法在縱向車站結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)外兩側(cè)豎向粘貼應(yīng)變片。本節(jié)試驗(yàn)數(shù)據(jù)均已經(jīng)過濾波處理，除去了噪聲影響。

2.1 土層加速度響應(yīng)分析

本次試驗(yàn)設(shè)置一個(gè)豎向的加速度觀測(cè)軸面用于探究地震動(dòng)在場(chǎng)地中的傳播特性，如圖5所示。試驗(yàn)過程中測(cè)點(diǎn)A2損壞，其余測(cè)點(diǎn)在不同工況條件下的加速度放大系數(shù)如圖6所示。

圖5 第一觀測(cè)斷面測(cè)點(diǎn)布置(mm)Fig.5 Measuring point layout of the first observed surface(mm)

由圖6可知，地震波在土層中傳播呈放大趨勢(shì)，盡管不同工況條件下加速度響應(yīng)放大程度不同，但是土層頂部加速度響應(yīng)峰值普遍大于底部；在試驗(yàn)前測(cè)得裝土后模型箱的一階頻率約為12.5 Hz，當(dāng)輸入富含此頻率的Landers波和汶川波時(shí)，土層的加速度響應(yīng)放大程度更加明顯，頂部加速度響應(yīng)峰值平均被放大了3.35倍，而其他工況下平均被放大了1.51倍，上述試驗(yàn)現(xiàn)象證明了土層的放大效應(yīng)和共振效應(yīng)。由圖6(b)可知，隨著輸入地震動(dòng)強(qiáng)度的增大，土層的放大效應(yīng)呈現(xiàn)逐漸減弱的趨勢(shì)；該現(xiàn)象主要是由于隨著地震動(dòng)強(qiáng)度的增大，土層的阻尼也隨之增大(表4)，而過大的阻尼有效地減弱場(chǎng)地的放大效應(yīng)。

(a) 不同地震波

以工況7(北京人工波)為例，對(duì)模型底(A1)、中(A4)、頂(A7)三個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行傅里葉變換，繪制各測(cè)點(diǎn)的傅氏譜，如圖7所示。

圖7同樣反映了土層的放大效應(yīng)，隨著埋深的減小，加速度響應(yīng)頻譜的幅值呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)。另外，模型底部測(cè)點(diǎn)的卓越頻率約為1.7 Hz，與輸入地震動(dòng)的主頻率(2.6 Hz)相近；而模型頂部測(cè)點(diǎn)的卓越頻率約為10.9 Hz，與試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖涞囊浑A頻率(12.5 Hz)相近。其余工況測(cè)點(diǎn)的傅氏譜與圖7類似，由此可見，地震動(dòng)的傳播受到土層的特性影響明顯，尤其是與土層介質(zhì)卓越頻率相近的部分，響應(yīng)頻譜被明顯放大。

(a) 底部測(cè)點(diǎn)A1

為了探究地震動(dòng)強(qiáng)度對(duì)地震動(dòng)傳播特性的影響，提取測(cè)點(diǎn)A8在不同地震動(dòng)強(qiáng)度條件下的數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換，繪制傅氏譜和相應(yīng)的動(dòng)力系數(shù)放大譜，如圖8所示。

由圖8可知，隨著輸入地震動(dòng)的增強(qiáng)，加速度響應(yīng)頻譜的幅值逐漸增強(qiáng)，而相應(yīng)的卓越頻率則呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)。該現(xiàn)象也從側(cè)面說明了土層的剪切模型隨著輸入地震動(dòng)的增大逐漸減弱的特性。另外，隨著輸入地震動(dòng)的增強(qiáng)，土層的加速度響應(yīng)放大譜頻譜的分布更加豐富，中頻至低頻部分的幅值明顯增大。該現(xiàn)象說明了地震越強(qiáng)，土層的響應(yīng)頻譜范圍越廣，可以發(fā)生共振的土層響應(yīng)頻率的數(shù)量也會(huì)增加，從而提高了地鐵車站的地震風(fēng)險(xiǎn)。

(a) 0.1g El-Centro波

2.2 結(jié)構(gòu)應(yīng)變響應(yīng)分析

本次試驗(yàn)設(shè)置七個(gè)縱向的應(yīng)變觀測(cè)斷面，如圖9所示。每個(gè)斷面設(shè)置五個(gè)應(yīng)變測(cè)試位置，分別為結(jié)構(gòu)中柱頂部、中柱底部以及側(cè)墻頂部、側(cè)墻與橫向結(jié)構(gòu)的交叉處(簡(jiǎn)稱交叉處)、側(cè)墻底部，如圖10所示。

圖9 測(cè)點(diǎn)布置俯視圖(mm)Fig.9 Top view of measuring point layout(mm)

注:其余斷面與此斷面類似圖10 第二觀測(cè)斷面測(cè)點(diǎn)布置圖Fig.10 Measuring point layout of the second observed surface

結(jié)構(gòu)模型的應(yīng)變響應(yīng)結(jié)果反映了一些普遍認(rèn)可的現(xiàn)象。如圖11(a)、(b)中0.6gEl-Centro波作用下的側(cè)墻交叉處的峰值應(yīng)變是0.1g時(shí)的8.2倍，表明地震動(dòng)強(qiáng)度越大結(jié)構(gòu)變形越明顯的特征；圖11(c)、(d)中0.1gLanders波作用下側(cè)墻交叉處的峰值應(yīng)變是Kobe波作用時(shí)的2.3倍，表明當(dāng)輸入地震動(dòng)接近于場(chǎng)地卓越頻率時(shí)，結(jié)構(gòu)變形響應(yīng)明顯增大。

(a) 0.1g El-Centro波

除了上述結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性外，十字交叉型車站結(jié)構(gòu)存在著明顯區(qū)別于其他單體車站結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性。以工況3(0.1gEl-Centro波)為例，提取該工況條件下沿水平方向遠(yuǎn)離車站交叉換乘連接段的各觀測(cè)斷面的結(jié)構(gòu)應(yīng)變峰值，如圖12所示。

(a) 側(cè)墻應(yīng)變

由圖12可知，十字交叉型車站結(jié)構(gòu)受到車站交叉換乘段的影響，在其附近的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)頂部變形減小、底部變形增大的現(xiàn)象。在臨近交叉換乘段的結(jié)構(gòu)中柱底部的應(yīng)變響應(yīng)是遠(yuǎn)端的1.63倍，而結(jié)構(gòu)中柱頂部的應(yīng)變響應(yīng)是遠(yuǎn)端的0.71倍，其余工況結(jié)果均與上述現(xiàn)象類似。研究表明地震作用下地下結(jié)構(gòu)中柱頂部變形普遍大于底部變形，但是在十字交叉型地鐵車站結(jié)構(gòu)中卻出現(xiàn)了中柱底部變形大于頂部變形的現(xiàn)象。該現(xiàn)象是由于此類十字交叉型地鐵車站特有的結(jié)構(gòu)形式造成的；相比于單獨(dú)的地鐵車站，此類車站由于橫向的兩層換乘結(jié)構(gòu)的存在大幅度地提高了車站交叉換乘段上部結(jié)構(gòu)的整體剛度，提高了結(jié)構(gòu)頂層和中層的抗震性能；而車站的底層結(jié)構(gòu)由于缺少橫向結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致水平抗彎剛度驟減，在底層結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)的連接處出現(xiàn)了明顯的應(yīng)變?cè)龃蟋F(xiàn)象；因此，從結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形角度分析，此類車站結(jié)構(gòu)的破壞模式往往是由縱向三層車站的底層結(jié)構(gòu)與橫向的兩層換乘結(jié)構(gòu)間的交叉連接區(qū)域內(nèi)的構(gòu)件失效引起的。

隨著車站交叉端部距離的增加，上述試驗(yàn)現(xiàn)象最終消失，即在車站的遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)斷面中縱向三層車站結(jié)構(gòu)的頂層變形大于底層變形。由此可見，此類車站結(jié)構(gòu)受到交叉換乘段的影響存在一定的影響范圍，當(dāng)與車站交叉換乘段的距離超過一定范圍后，車站結(jié)構(gòu)將不再受交叉換乘連接段的影響。為了詳細(xì)地探究該影響范圍值，選取側(cè)墻與橫向結(jié)構(gòu)的交叉處以及中柱底部?jī)蓚€(gè)位置的測(cè)點(diǎn)作為研究對(duì)象，整理不同工況條件下沿水平方向遠(yuǎn)離車站交叉換乘連接段的應(yīng)變響應(yīng)，如圖13所示。

(a) 不同地震波下側(cè)墻交叉處應(yīng)變

由圖13可見，在不同工況條件下受到車站交叉換乘段的影響，結(jié)構(gòu)側(cè)墻和中柱變形在其附近均發(fā)生了明顯的增大，盡管在不同地震波、不同地震動(dòng)強(qiáng)度作用下應(yīng)變響應(yīng)峰值差異較大，但是隨著與車站交叉換乘連接段距離的增加，結(jié)構(gòu)側(cè)墻和中柱變形最終均在一定范圍內(nèi)趨于穩(wěn)定，即不同工況條件下結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力均在一定范圍內(nèi)趨于平穩(wěn)。由此可見，不同地震波和地震動(dòng)強(qiáng)度對(duì)本文探究的車站交叉換乘段的影響范圍問題影響不大，影響范圍主要受到結(jié)構(gòu)自身特性的影響。綜合對(duì)比圖13中各類曲線可以發(fā)現(xiàn)，在不同工況條件下十字交叉型地鐵車站模型的交叉換乘連接段對(duì)車站整體結(jié)構(gòu)的影響范圍基本相同，約在0.5～0.6 m。若以車站結(jié)構(gòu)寬度作為衡量指標(biāo)，可認(rèn)為此車站模型的交叉換乘連接段對(duì)車站整體結(jié)構(gòu)自身內(nèi)力的影響基本在1.5倍的車站結(jié)構(gòu)寬度以內(nèi)，當(dāng)距離超過1.5倍的結(jié)構(gòu)寬度以后，車站結(jié)構(gòu)基本不再受交叉端的影響。該結(jié)論也與文獻(xiàn)[24]中理論模型推導(dǎo)的結(jié)論一致，從另一個(gè)角度也證明了本文振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。上述結(jié)論為提高該類型地鐵車站結(jié)構(gòu)的抗震特性認(rèn)識(shí)以及后續(xù)的抗震設(shè)計(jì)提供了有力支持。

3 結(jié) 論

本文利用大型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)近似模擬了十字交叉型地鐵車站的地震過程，揭示了此類地鐵車站結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)特性。詳細(xì)地介紹了振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)方案，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果中土層加速度響應(yīng)以及結(jié)構(gòu)應(yīng)變響應(yīng)兩部分內(nèi)容進(jìn)行分析，得到主要結(jié)論如下：

(1) 地震波在土層中傳播呈放大趨勢(shì)，土層頂部加速度響應(yīng)普遍大于底部。當(dāng)輸入富含土層卓越頻率的Landers波和汶川波時(shí)，共振效應(yīng)下的土層頂部加速度響應(yīng)被放大了3.35倍，而其他工況條件下平均被放大了1.51倍。隨著輸入地震動(dòng)強(qiáng)度的增大，土層的放大效應(yīng)呈現(xiàn)逐漸減弱的趨勢(shì)。與此同時(shí)，地震波在土層中傳播受到土層的特性影響明顯，尤其是與土層卓越頻率相近的部分，響應(yīng)頻譜被明顯放大。隨著輸入地震動(dòng)的增強(qiáng)，土層的加速度響應(yīng)放大譜頻譜的分布更加豐富，中頻至低頻部分的幅值明顯增大，在拓寬了場(chǎng)地響應(yīng)頻譜范圍的同時(shí)也提高了地鐵車站的地震風(fēng)險(xiǎn)。

(2) 除了地下結(jié)構(gòu)基本動(dòng)力特性外，十字交叉型地鐵車站結(jié)構(gòu)受到車站交叉換乘段的影響，在其附近的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)頂部變形減小、底部變形增大的現(xiàn)象。此類地鐵車站由于橫向的兩層換乘結(jié)構(gòu)的存在大幅度地提高了車站交叉換乘段上部結(jié)構(gòu)的整體剛度，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞很可能是由縱向三層車站的底層結(jié)構(gòu)與橫向的兩層結(jié)構(gòu)間的交叉連接區(qū)域內(nèi)的構(gòu)件失效引起的。因此，在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中一定要加強(qiáng)底層結(jié)構(gòu)的抗震性能。另外，不同地震波和地震動(dòng)強(qiáng)度對(duì)車站交叉換乘段的影響范圍值的影響不大，影響范圍主要受到結(jié)構(gòu)自身特性影響。在不同工況條件下十字交叉型地鐵車站模型的交叉換乘連接段對(duì)車站整體結(jié)構(gòu)的影響范圍基本相同，約在0.5～0.6 m(1.5倍的結(jié)構(gòu)寬度)之間，當(dāng)距離超過1.5倍的結(jié)構(gòu)寬度以后，結(jié)構(gòu)模型基本不再受交叉換乘連接段的影響。