地下结构设计理论与方法及工程实践 [Theroy and Engineering Practice of Underground Structure Design] epub pdf mobi txt 电子书 下载 2024

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内容简介

　　《地下结构设计理论与方法及工程实践》为国家科学技术学术著作出版基金、上海科技专著出版资金、同济大学学术专著（自然科学类）出版基金资助项目。
　　《地下结构设计理论与方法及工程实践》系统总结了孙钧院士学术团队近十年来主持承担各类重大地下工程结构设计理论与方法研究的若干创意性成果，包括：海底隧道制定*小埋深及其衬砌结构设计、软基盾构法越江隧道纵向三维数值计算、水工输水隧洞预应力混凝土复合衬砌相互作用及其深大竖井基坑围护结构静动力分析、地下工程施工变形预测与控制的人工智能方法、地下水封油库围岩块体稳定分析与渗流控制等方面所作的较深入细致的探讨；在一些地下结构设计关键技术与工程应用方面，也体现了多项学术上新的突破，如：桥梁桩基础的群桩效应和工后沉降、桩基三维非线性抗震动力分析与试验台试验、江床浅层砂土局部液化动三轴试验及其对大桥桩基承载力的影响、悬索大桥锚碇结构计人土体流变响应的时效数值分析与相关非常规土工试验以及选用多个根键式小沉井的组合式锚碇方案、飞机跑道软基土纵向差异沉降的固结与蠕变三维黏弹塑性耦合效应，等等；*后，搜集了近年来作者在国内多次专业研讨会议、论证会议以及与专业媒体访谈中所提的书面意见，并进行了摘引。
　　《地下结构设计理论与方法及工程实践》可供各类地下工程和隧道业界广大设计科研人员以及高校相关专业的老师与研究生们参考阅读。

作者简介

　　孙钧，岩土力学与工程、隧道与地下建筑工程专家。1949年春毕业于上海国立交通大学土木工程学系，1956年随苏联专家CHI/ITKO教授攻读钢桥工程副博士学位，1980年美国北卡州立大学从事“博士后”研究。现任同济大学地下建筑工程系资深荣誉一级教授，1991年当选中国科学院（技术科学部）学部委员／院士。历任国际岩石力学学会副主席暨中国国家小组主席、中国土木工程学会副理事长（现学会顾问、名誉理事）、中国岩石力学与工程学会理事长（现名誉理事长）；全国“博士后”管委会专家委员会土建学科评审组召集人，国家自然科学奖评委，国内外若干所知名大学和研究院所的名誉教授、客座研究员。在隧道与地下结构学科领域建立并开拓了新的学科分支——地下结构工程力学，是国内外该子学科的主要奠基人和开拓者之一。在岩土材料工程流变学、地下结构黏弹塑性理论、地下防护工程抗震抗爆动力学、城市环境土工学和软科学理论与方法在岩土力学与工程中的应用等学科领域有深厚学术造诣并作出了重要贡献。20世纪80年代初叶起，承担并完成了国家重点科技攻关项目，国家咱然科学基金重大、重点和面上项目，省、部（上海市）级重大研究项目以及各项重点工程研究课题约70项。参与许多国家重大工程建设项目，诸如：长江三峡工程，南水北调工程，港珠澳大桥岛隧工程，京珠高速、秦岭高速、兰武客运专线等越岭公路、铁路隧道群；厦门、青岛和长江口海底隧道，多座跨越长江／黄浦江／钱塘江水底隧道；北京、上海、南京、广州、深圳、天津、杭州、青岛等诸大城市的地下铁道和城市地下空间的规划与建设；鲁布革、天生桥、天荒坪、拉西瓦、小湾和漫湾等水电地下工程，大亚湾核电站广州从化抽水蓄能电站地下厂房；淮南、淮北大型煤矿山巷峒工程；以及长江中、下游和跨越珠江若干座特大跨悬索大桥和斜拉大桥工程（阳逻、润扬、苏通、泰州、虎门一桥）等等，不一而足。科研成果应用于生产实际，取得了巨大的技术、经济效益。在国内外发表学术论文380余篇，并专著10部、参著3部学术著作。

内页插图

目录

第1章 海底隧道衬砌结构设计若干技术关键研究
1．1 引言
1．2 抗外水压力海底隧道围岩最小覆盖层厚度研究
1．2．1 研究内容和目的
1．2．2 最小覆盖层厚度和围岩压力计算
1．2．3 海底隧道的最小覆盖层厚度
1．2．4 海底隧道围岩压力、
1．2．5 对海底隧道渗水围岩承载圈的论证
1．2．6 本节小结
1．3 海底隧道围岩抗力系数的理论分析及其设计应用
1．3．1 研究意义和内容
1．3．2 围岩抗力系数的理论与方法
1．3．3 利用有限环理论的围岩抗力系数计算
1．3．4 海底隧道各区段围岩抗力系数计算
1．3．5 本节小结
1．4 海底隧道钢筋混凝土衬砌结构的限裂设计与分析
1．4．1 概述
1．4．2 海底隧道钢筋混凝土衬砌结构的限裂设计
1．4．3 海底隧道钢筋混凝土衬砌裂缝控制
1．4．4 本节小结
1．5 海底隧道衬砌结构运营期可靠性研究
1．5．1 概述
1．5．2 海底隧道运营期可靠性分析
1．5．3 对研究方法变更的说明及运营期隧道可靠性监测
1．5．4 本节小结
1．6 海床下岩体风化囊区段考虑围岩流变时效特性的数值分析
1．6．1 概述
1．6．2 海底隧道穿越风化囊区段围岩的流变属性
1．6．3 海底隧道围岩-衬护系统相互作用的流变时效数值分析
1．6．4 本节小结
参考文献

第2章 越江软基盾构法隧道管片衬砌结构纵向三维数值分析
2．1 引言
2．1．1 问题的提出
2．1．2 研究内容与预期成果
2．2 盾构法隧道管片衬砌结构纵向分析计算的理论和方法
2．3 越江软基盾构法隧道管片衬砌结构的纵向数值分析计算
2．3．1 基于双面弹性地基梁法分析的管片结构纵向沉降缝设置计算
2．3．2 计入结构与土体相互作用管片衬砌纵向沉降三维数值计算分析
2．4 本章主要结论
参考文献

第3章 过江盾构法输水隧洞预应力混凝土复合衬砌的相互作用分析
3．1 引言
3．1．1 问题的提出
3．1．2 结构受力特征与复合衬砌力学机理
3．1．3 主要研究内容
3．2 研究工作的总体考虑和要求
3．2．1 管片接头模型的考虑
3．2．2 关于管片接头刚度的认识
3．2．3 对方案1（不设防水膜），内外衬上下层间的接触单元
3．2．4 对加设防水膜方案，考虑内外衬“单独”受力情况
3．2．5 按折线多边形双层叠合框架梁模拟计算
3．2．6 二次内衬施加预应力的计算
3．2．7 温度应力计算时的各项基础资料
3．2．8 复合衬砌接触界面的数值模拟
3．2．9 其他相关方面的问题
3．2．10 内衬施加预应力阶段，内衬与外衬管片的联合受力问题
3．2．11 对几处尚待商榷问题的进一步认识
3．3 工况1：单层管片圆环独自受力工况
3．3．1 计算条件
3．3．2 荷载及土层参数
3．3．3 管片接头力学性能
3．3．4 计算结果分析
3．4 工况2：预应力钢绞线有效应力计算
3．4．1 概述
3．4．2 内衬预应力张拉阶段工况计算
3．5 工况3：单层管片的初始状态计算
3．5．1 计算条件
3．5．2 计算结果分析
3．6 工况4：复合衬砌隧洞内全压通水运营工况，结构选型方案1，第一种工作条件
……
第4章 过江输水隧道盾构始发深大竖井结构静动力分析
第5章 大型地下水封储油洞库硬岩块体稳定分析与渗流控制
第6章 桥梁桩基群桩效应及其承载力与沉降研究
第7章 桥梁桩基三维非线性抗震动力分析与实验
第8章 中等烈度地震江床浅层砂土局部液化及对桩基工程的影响研究
第9章 地下工程施工变形的智能预测与控制
第10章 悬索大桥锚碇结构数值计算与土工参数流变试验
第11章 悬索大桥选用多个根键式小沉井的组合式锚碇方案初探
第12章 飞机跑道软基土沉降的固结与流变耦合三维黏弹塑性分析
附录 作者近年来在各地重大桥、隧工程评审会议上的书面意见等摘引

前言/序言

　　自20世纪90年代中叶始，作者及其团队成员先后承担并完成了十多项国家重大和特大型地下工程、各类隧道和桥梁深水基础方面的科学研究任务，所进行的各项研究均以这些工程项目为背景和技术依托，通过研究使之在学科理论层面得到进一步的升华，运用工程地质、岩土力学、地下结构、计算机技术，乃至软科学（侧重智能科学）的理论与方法等手段，试从问题的本质和机理上为众多技术难题得到其优化解决，此处将所得成果汇撰成这本书作。本书素材多摘取自上述各该工程科学研究项目的成果总结报告，经过精选和提炼并着力深化到理论高度来理解和认识，进而作出较为详细深入的剖析而形成这一专著性文稿。
　　作者从多年来的科研实践中深切体会到，作为一本为工程技术服务的学科理论性专著，其研究内容必须既富学术内涵又有重要的工程实用价值。本书选题源自于近年来两届国家五年计划的科技攻关项目和863项目，以及由国家自然科学基金资助的重点和面上项目，部委和省市委托下达的行业攻关与工程研究课题。书中研究成果都已分别通过了查新检索、结题验收和项目鉴定，其中的绝大多数已为工程纳用，成为各该工程项目设计施工中的重要参考，并取得了相当的技术效益和经济效益。
　　在学术创意性进取方面，本书内容经作者归纳整理后得到以下各项，它们是（按书中所在各章的位次排序）：
　　（1）在海底隧道设计中，对抗受高水头外水压力下隧道围岩沿纵向的最小覆盖层厚度，大跨曲墙扁坦拱形隧道其周圈各类别围岩对约束隧道衬砌变形的抗力系数，钢筋混凝土衬砌结构为抗受海水腐蚀和高围压要求的限裂设计、其日后运营期的使用可靠性，以及海床下岩体风化囊区段计入围岩流变时效特性的分析计算等，均是隧道设计施工上的重要技术关键。本书这方面的研究成果不仅富含学术内涵，在工程实用上也极具价值。
　　（2）埋置于软黏性地基内的盾构法长大越江水底隧道的结构设计，一般多侧重于其衬砌管片横剖面的内力和变形分析，而对沿隧道轴向纵长的设计计算则常有忽视，这是不够完整的。隧道的纵向受力和变形在管片错缝拼装条件下，要求涉及三维问题；在深埋情况下，还必须改用双面地基梁的理论和方法进行。这些都在一定程度上增加了设计计算上的难度和复杂性。在隧道纵向设计中，为了优化结构纵向受力条件，还要求妥慎考虑纵向沉降缝的设置，它的设缝间距问题已成为业界探讨的热点。以上这些问题在本书中均有详尽细致的研究，这在当今的已有文献中尚少见报道。
　　（3）对大直径输水有压水工盾构法隧洞设计，在国内首次采用了预制管片外衬与现浇预应力钢筋混凝土内衬构成的复合式衬砌结构，就其内、外衬层间界面设置防排水垫层与否的各种不同工况条件，着重对垫层与衬护新老混凝土间存在的不同粘结强度和摩擦阻力从而形成的界面剪应力传递及其分布情况，进行了细致周详的数值分析，论证了设置上述垫层与否的两种方案在受力上各自的优缺点与存在的问题。上项成果经工程竣工后现场测试，情况良好，成果应用于南水北调中线一期穿黄隧洞工程，研究水平可暂居当今国际领先前沿。

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