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| 內容簡介： |
《高速铁路交叉隧道动力特性》针对多种动荷载及其耦合作用下的高速铁路交叉隧道，研究列车荷载、地震荷载和爆破荷载作用下交叉隧道的动力响应特征和动力损伤分布规律。
《高速铁路交叉隧道动力特性》根据《混凝土结构设计规范（2015年版）》（GB50010-2010）中建议的混凝土损伤本构关系建立弹塑性损伤本构模型，并在FLAC3D中进行二次开发及模型验证，同时基于开发的损伤本构模型对列车荷载作用下交叉隧道衬砌结构的动力损伤特性进行研究，并对各影响因素的敏感性及多种抗振措施进行分析；结合动力有限差分法和隧道动载理论，研究单一动载及多元动载（包括列车荷载、地震荷载和爆破荷载），耦合作用下立体交叉隧道的动力响应特征及安全控制措施，定性分析各个影响因素对隧道衬砌的影响程度及容易出现危险的部位，获取不同工况下交叉隧道的安全范围，并对相应安全控制措施进行评价。
《高速铁路交叉隧道动力特性》所介绍的研究成果可为我国高速铁路交叉隧道衬砌结构设计的有关标准提供指导性建议，还可供从事交通工程、土木工程等领域工作的研究人员及高等院校有关专业的师生参考。
《高速铁路交叉隧道动力特性》针对多种动荷载及其耦合作用下的高速铁路交叉隧道，研究列车荷载、地震荷载和爆破荷载作用下交叉隧道的动力响应特征和动力损伤分布规律。
《高速铁路交叉隧道动力特性》根据《混凝土结构设计规范（2015年版）》（GB50010-2010）中建议的混凝土损伤本构关系建立弹塑性损伤本构模型，并在FLAC3D中进行二次开发及模型验证，同时基于开发的损伤本构模型对列车荷载作用下交叉隧道衬砌结构的动力损伤特性进行研究，并对各影响因素的敏感性及多种抗振措施进行分析；结合动力有限差分法和隧道动载理论，研究单一动载及多元动载（包括列车荷载、地震荷载和爆破荷载），耦合作用下立体交叉隧道的动力响应特征及安全控制措施，定性分析各个影响因素对隧道衬砌的影响程度及容易出现危险的部位，获取不同工况下交叉隧道的安全范围，并对相应安全控制措施进行评价。
《高速铁路交叉隧道动力特性》所介绍的研究成果可为我国高速铁路交叉隧道衬砌结构设计的有关标准提供指导性建议，还可供从事交通工程、土木工程等领域工作的研究人员及高等院校有关专业的师生参考。
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| 目錄：
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第一章 绪论1
1.1 目的与意义1
1.2 铁路隧道动力响应研究概述5
1.2.1 列车荷载动力响应6
1.2.2 地震荷载动力响应7
1.2.3 爆破荷载动力响应9
1.3 立体交叉隧道研究概述10
1.3.1 隧道近接工程分类和影响分区研究10
1.3.2 交叉隧道抗震研究11
1.3.3 交叉隧道爆破振动影响研究12
1.4 隧道结构动力损伤研究概述14
1.4.1 经典混凝土力学14
1.4.2 混凝土损伤力学16
1.4.3 隧道结构动力损伤18
1.5 交叉隧道动力响应研究存在的问题19
第二章 交叉隧道结构动力分析理论与计算条件21
2.1 动力方程及力学阻尼21
2.1.1 动力有限差分法21
2.1.2 动力方程22
2.1.3 力学阻尼23
2.1.4 网格尺寸和边界条件25
2.2 动荷载类型26
2.2.1 列车荷载26
2.2.2 地震荷载26
2.2.3 爆破荷载27
2.3 动荷载特性及输入29
2.3.1 列车荷载简化模拟29
2.3.2 地震荷载的处理与加载方法30
2.3.3 爆破荷载的模拟方法31
第三章 高速列车荷载作用下隧道衬砌结构动力损伤特性及抗振分析34
3.1 混凝土弹塑性损伤本构模型34
3.1.1 连续介质损伤力学基本理论34
3.1.2 混凝土损伤模型简介35
3.1.3 混凝土弹塑性损伤本构建立40
3.2 损伤模型数值程序实现及验证43
3.2.1 损伤模型应力更新算法43
3.2.2 FLAC3D二次开发环境及关键技术49
3.2.3 损伤模型验证50
3.3 基于损伤理论的高速铁路隧道动力响应分析54
3.3.1 动力响应计算模型54
3.3.2 计算结果及对比分析57
3.4 高速铁路交叉隧道动力响应分析77
3.4.1 动力响应计算模型78
3.4.2 计算结果及对比分析80
3.5 高速铁路列车荷载作用下影响因素敏感性分析104
3.5.1 参数敏感性分析方法介绍104
3.5.2 各影响因素的敏感性分析105
3.6 高速铁路交叉隧道列车荷载动力响应影响分区及抗振分析111
3.6.1 影响分区阈值的确定111
3.6.2 立体交叉隧道动力响应影响分区的划分111
3.6.3 抗振措施分析116
第四章 地震荷载作用下交叉隧道动力响应及安全评价119
4.1 地震荷载作用下交叉隧道地震响应分析119
4.1.1 计算模型119
4.1.2 隧道间净距对交叉隧道地震动力响应影响分析122
4.1.3 隧道埋深对交叉隧道地震动力响应影响分析131
4.1.4 围岩级别对交叉隧道地震动力响应影响分析140
4.2 地震荷载作用下各影响因素敏感性分析147
4.2.1 隧道间净距敏感性分析148
4.2.2 隧道埋深敏感性分析150
4.2.3 围岩级别敏感性分析153
4.2.4 各影响因素大小综合分析155
4.3 地震荷载作用下裂缝对衬砌安全性的影响规律155
4.3.1 基本理论155
4.3.2 衬砌结构裂缝的模拟158
4.3.3 模型计算与结果分析159
4.4 地震荷载作用下立体交叉隧道的整体安全性评估174
4.4.1 无损隧道衬砌结构安全性评估175
4.4.2 裂缝位置对整体安全性影响176
4.4.3 裂缝扩展深度对整体安全性影响182
4.5 高速铁路交叉隧道抗震方法190
4.5.1 隧道的一般抗震措施190
4.5.2 交叉隧道抗震措施研究191
4.5.3 计算结果与分析192
第五章 爆破荷载作用下立体交叉隧道动力响应及控制爆破201
5.1 高速铁路交叉隧道爆破振动影响规律分析201
5.1.1 计算模型和模拟参数201
5.1.2 分析方法及监测点分布202
5.1.3 既有隧道振速分析203
5.1.4 既有隧道位移分析210
5.1.5 既有隧道应力分析217
5.1.6 既有隧道振动影响因素222
5.2 不同工况下既有隧道安全范围分析225
5.2.1 近接隧道爆破振动安全判据研究225
5.2.2 爆破振动作用下既有隧道安全范围划分方法227
5.2.3 不同隧道间净距时既有隧道所受影响范围分析228
5.3 控制爆破及减震措施245
5.3.1 爆破方案的合理选择245
5.3.2 减震孔的减震效应245
第六章 多元荷载耦合作用下立体交叉隧道动力响应及安全性分析246
6.1 高速铁路交叉隧道在多元荷载耦合下动力特性分析246
6.1.1 地震对列车通过时的立体交叉隧道的影响246
6.1.2 不同隧道形式对列车通过地震区隧道的影响259
6.1.3 列车的通行方式对地震区立体交叉隧道的影响267
6.2 多元荷载耦合作用下立体交叉隧道结构安全性分析277
6.2.1 隧道结构的安全判断依据277
6.2.2 隧道结构的安全分析277
参考文献281
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| 內容試閱：
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随着我国国民经济的快速发展，高速铁路因其经济和社会效益明显而得到迅猛发展，由于其建设标准高，加上我国幅员辽阔，地形和地质条件复杂多样，高速铁路在选线设计中必然涉及大量的隧道工程。在此背景下，铁路和公路网络变得越来越密，在交通网络的关键节点交叉隧道也越来越多。交叉隧道的增多给我国高速铁路的设计、施工及运营带来了更多更复杂的难题，其中动荷载作用下交叉隧道的动力响应问题尤为突出。高速铁路交叉隧道可能承受多种动荷载作用，包括高速铁路振动荷载、地震荷载、爆破荷载以及多元荷载耦合作用等，这些动荷载引起的振动作用是导致高速铁路交叉隧道衬砌结构损伤、破坏的主要原因。目前国内外学者针对交叉隧道动力响应的研究主要集中在中、低速的普通铁路隧道或城市地铁隧道范围内，而相关的基础理论研究尚未形成完整的理论，鉴于此有必要对高速铁路交叉隧道的动力特性开展研究。
本书针对高速铁路交叉隧道建设中有待解决的动力学问题，采用理论分析与数值计算相结合的方法，对高速铁路交叉隧道在列车荷载、地震荷载、爆破荷载及多元荷载耦合作用下的动力响应问题进行全面系统的研究。针对上述四种动荷载作用条件，全书的主要内容分为四部分。在列车荷载部分.首先根据《混凝土结构设计规范（2015年版）》（GB 50010-2010）中建议的混凝土损伤本构关系建立弹塑性损伤本构模型，并在FLAC3D中进行二次开发及模型验证；然后基于开发的损伤本构模型对列车荷载作用下交叉隧道衬砌结构的动力损伤特性进行研究；最后对各影响因素的敏感性及多种抗振措施进行对比分析。在地震荷载部分，结合动力有限差分法和隧道地震荷载理论，对地震荷载作用下交叉隧道的动力响应问题进行研究，通过对各个影响因素进行敏感性分析，获得裂缝对衬砌安全性的影响规律，并对高速铁路交叉隧道的整体安全性和多种抗震措施进行评估。在爆破荷载部分，采用动力有限差分法分析了高速铁路交叉隧道的爆破振动影响规律和不同工况下既有隧道的安全范围，对比确定合理的爆破方案及有效的减震措施。在多元荷载耦合作用部分，主要对列车荷载与地震荷载共同作用下立体交叉隧道的动力响应和安全性进行分析。
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