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內容簡介

　　《地鐵地下結構抗震》是國內第一部專門研究地鐵地下結構抗震的學術專著，集作者近二十年在地鐵地下結構抗震領域的理論分析、數值模擬、模型試驗、震害對比及工程實踐方麵的研究成果於一體，較為係統地總結和闡述瞭作者在地鐵地下結構地震反應的影響因素及規律、損傷破壞模擬模型和方法、破壞機理與失效模式、抗震設計理論與方法及工程應用等方麵取得的係列創新性成果，並較完整地介紹瞭該領域的研究現狀。《地鐵地下結構抗震》構建瞭較為係統的地鐵地下結構抗震設計理論與方法，內容嚴謹且完整，各章內容既有聯係又相對獨立，具有重要的學術價值和工程應用參考價值。

目錄

目錄
序
前言
第1章 地下結構抗震概述 1
1.1 引言 1
1.2 地下結構震害特徵 5
1.3 地下結構抗震研究方法與現狀 8
1.3.1 地下結構動力模型試驗方法 8
1.3.2 地下結構地震反應計算方法 18
1.4 本書內容安排 25
參考文獻 28
第2章 地下結構鄰近土體的動力學特性 36
2.1 引言 36
2.2 土體的動剪切模量與阻尼比 37
2.2.1 小應變動剪切模量 37
2.2.2 動剪切模量和阻尼比與剪應變幅的經驗關係 39
2.3 土的動應力-應變關係特徵及其物理模型 44
2.3.1 土的動應力-應變關係特徵 44
2.3.2 土動力學特性的物理模型 47
2.4 土的常用黏彈性動力學本構模型 49
2.4.1 雙麯綫模型 49
2.4.2 修正Davidenkov模型 52
2.4.3 修正Matasovic模型 58
2.4.4 修正Davidenkov模型與Matasovic模型的比較 59
2.5 軟土黏彈塑性動力學本構模型 61
2.5.1 黏塑性記憶型嵌套麵本構模型的建立 62
2.5.2 黏塑性記憶型嵌套麵本構模型的驗證 67
2.6 飽和砂土液化大變形動力學本構模型 69
2.6.1 砂土液化大變形本構模型的建立 69
2.6.2 砂土液化大變形本構模型的驗證 73
參考文獻 76
第3章 土與地下結構非綫性動力相互作用的有限元法 79
3.1 引言 79
3.2 土與地下結構動力相互作用的基本原理 79
3.3 混凝土非綫性動力學損傷本構模型 82
3.3.1 混凝土動力損傷變量的概念 83
3.3.2 模型屈服函數與流動法則 84
3.3.3 混凝土動力損傷模型參數的確定 85
3.4 土與地下結構的動力接觸 86
3.4.1 接觸麵的動力學行為特徵 87
3.4.2 動力接觸問題的數值算法 88
3.4.3 動力接觸效應對地下結構地震反應的影響 89
3.5 相互作用體係的幾何非綫性 96
3.6 計算模型地基的人工邊界 96
3.7 地震基岩麵的地震動輸入 102
3.7.1 基岩地震動輸入 102
3.7.2 輸入地震動的選取 103
3.7.3 代錶性的地震記錄簡介 104
3.8 非綫性動力相互作用平衡方程的求解 108
3.8.1 基於隱式算法的動力平衡方程積分法 108
3.8.2 基於顯式算法的動力平衡方程積分法 110
3.8.3 動力相互作用體係兩種算法的對比 111
參考文獻 117
第4章 土-地下結構體係振動颱試驗方法與技術 120
4.1 引言 120
4.2 多介質耦閤模型試驗體係相似比設計 121
4.2.1 相似比量綱分析方法 121
4.2.2 土-地下結構相互作用體係相似比設計原則 122
4.3 振動颱模型土箱的研製與測試 123
4.3.1 剛性模型土箱的研製與試驗驗證 123
4.3.2 疊置柔性土箱的研製與試驗驗證 128
4.4 模型地基和模型結構製作技術 136
4.4.1 模型地基製作技術 136
4.4.2 模型結構製作技術 137
4.5 模型試驗動力測試技術 139
4.5.1 動態信號采集係統的研製 139
4.5.2 非接觸性靜、動態位移測試技術 142
4.5.3 光縴Bragg光柵應變測試技術 153
參考文獻 157
第5章 兩層三跨框架式地鐵地下車站結構抗震研究 159
5.1 引言 159
5.2 軟土場地兩層三跨地鐵地下車站結構振動颱模型試驗 160
5.2.1 模型試驗概況 160
5.2.2 模型試驗結果與分析 164
5.3 軟土場地兩層三跨框架式地鐵地下車站結構地震反應數值模擬 167
5.3.1 地下車站結構的地震反應特徵 167
5.3.2 軟弱層埋深對地下車站結構地震反應的影響 177
5.3.3 軟弱層厚度對地下車站結構地震反應的影響 185
5.4 可液化場地兩層三跨框架式地鐵地下車站結構振動颱模型試驗 192
5.4.1 模型試驗概況 192
5.4.2 模型試驗結果與分析 195
5.5 可液化場地兩層三跨框架式地下車站結構地震反應數值模擬 210
5.5.1 計算模型 210
5.5.2 車站結構周圍地基的液化特性 210
5.5.3 液化場地車站結構的上浮行為及其影響 212
5.5.4 液化場地車站結構的地震反應特徵 213
5.6 覆蓋層厚度對地鐵地下車站結構地震反應的影響 216
5.6.1 覆蓋層厚度對車站結構加速度反應的影響 217
5.6.2 覆蓋層厚度對車站結構側嚮變形的影響 219
5.6.3 覆蓋層厚度對車站結構應力反應的影響 220
5.7 側嚮地連牆對地鐵地下車站結構地震反應的影響 221
5.7.1 數值計算方法 222
5.7.2 地連牆對車站結構底部地震動的影響 222
5.7.3 地連牆對車站主體結構側嚮變形的影響 224
5.7.4 地連牆對車站結構頂底接觸麵摩擦剪力的影響 225
5.7.5 地連牆對車站結構地震破壞模式的影響 227
5.8 兩層三跨框架式地鐵地下車站結構抗震設計建議 229
5.8.1 軟土場地地下車站結構抗震設計建議 229
5.8.2 可液化場地地下車站結構抗震設計建議 230
參考文獻 231
第6章 三層三跨框架式地鐵地下車站結構的抗震研究 233
6.1 引言 233
6.2 軟弱場地三層三跨框架式車站結構振動颱模型試驗 234
6.2.1 模型試驗設計 234
6.2.2 振動颱試驗結果與分析 237
6.2.3 模型試驗與數值分析結果的對比 248
6.3 軟土場地地下車站結構地震反應數值模擬 257
6.3.1 計算模型 257
6.3.2 車站結構的地震損傷及應力 258
6.3.3 車站結構的變形 262
6.3.4 車站結構加速度反應 264
6.4 可液化場地地下車站結構地震反應模型試驗 266
6.4.1 模型試驗設計 266
6.4.2 非破壞性振動颱試驗的結果與分析 270
6.4.3 破壞性振動颱試驗的結果與分析 298
6.4.4 模型試驗與數值模擬的結果對比 305
6.5 不同場地條件下模型試驗結果的對比 320
6.5.1 地基加速度反應的對比 320
6.5.2 地下車站結構側嚮變形的對比 322
6.5.3 地錶震陷特徵 322
6.6 三層三跨框架式地下車站結構抗震設計建議 323
6.6.1 軟土場地地下車站結構抗震設計建議 323
6.6.2 可液化場地地下車站結構抗震設計建議 324
參考文獻 324
第7章 特殊結構形式的地鐵地下車站結構抗震研究 326
7.1 引言 326
7.2 三拱立柱式地下車站結構的振動颱模型試驗 327
7.2.1 振動颱模型試驗設計 327
7.2.2 振動颱模型試驗結果與分析 332
7.3 三拱立柱式地下車站結構地震反應的數值模擬 354
7.3.1 計算模型 354
7.3.2 車站結構的地震損傷及應力 356
7.3.3 車站結構的水平嚮加速度反應 358
7.3.4 車站結構的水平嚮相對位移反應 359
7.4 上下層不等跨框架式地下車站地震反應的數值模擬 363
7.4.1 計算模型 363
7.4.2 車站結構的側嚮位移反應 365
7.4.3 車站結構的應力反應 367
7.4.4 車站結構的地震損傷過程 369
7.4.5 車站結構側牆的動土壓力作用 372
7.5 含中柱支撐夾層闆框架式地下車站結構地震反應的數值模擬 373
7.5.1 計算模型 373
7.5.2 車站結構的側嚮變形 374
7.5.3 車站結構的應力反應 375
7.5.4 車站結構的加速度反應 378
7.5.5 車站結構的損傷過程 379
7.6 特殊結構形式地鐵地下車站結構抗震設計建議 380
7.6.1 三拱立柱式地下車站結構抗震設計建議 380
7.6.2 上下不等跨數地下車站結構地震反應規律與抗震設計建議 380
7.6.3 含中柱支撐夾層闆地下車站結構抗震設計建議 381
參考文獻 382
第8章 地鐵區間隧道地震反應的數值模擬 384
8.1 引言 384
8.2 雙綫水平平行地鐵區間隧道的抗震分析 385
8.2.1 計算模型 385
8.2.2 區間隧道水平嚮位移和加速度反應 389
8.2.3 區間隧道的內力反應 394
8.3 雙層竪嚮重疊隧道的抗震分析 406
8.3.1 計算模型 406
8.3.2 隧道結構的變形 407
8.3.3 隧道的應力反應 410
8.3.4 隧道結構的水平嚮加速度 411
8.4 交叉隧道的抗震分析 413
8.4.1 計算模型 413
8.4.2 交叉地鐵隧道的相對水平位移反應 414
8.4.3 交叉地鐵隧道交叉段的應力反應 417
8.4.4 交叉地鐵隧道交叉段的水平嚮加速度反應 422
8.5 區間隧道抗震設計建議 423
8.5.1 水平雙綫平行隧道抗震設計建議 423
8.5.2 雙層竪嚮重疊隧道抗震設計建議 424
8.5.3 交叉隧道抗震設計建議 425
參考文獻 425
第9章 地鐵地下結構抗震設計的簡化分析方法 427
9.1 引言 427
9.2 地震係數法 427
9.2.1 地震係數法原理 427
9.2.2 地震土壓力計算方法 428
9.3 自由場變形法 430
9.3.1 自由場變形法原理 430
9.3.2 自由場變形的確定方法 431
9.3.3 計算實例 434
9.4 土-結構相互作用係數法 435
9.4.1 土-結構相互作用係數法基本原理 435
9.4.2 環形隧道的橫嚮變形和內力 435
9.4.3 環形隧道的橫嚮變形與內力 437
9.4.4 矩形隧道的橫嚮變形和內力 440
9.4.5 計算實例 445
9.5 反應位移法 452
9.5.1 反應位移法原理 452
9.5.2 隧道和地下車站橫嚮地震反應的反應位移法 453
9.5.3 隧道縱嚮地震反應的反應位移法 456
9.5.4 基於PROSHAKE和ABAQUS軟件的反應位移法 457
9.5.5 反應位移法中自由場地側嚮位移反應特徵 458
9.5.6 計算實例 464
9.6 反應加速度法 467
9.6.1 反應加速度法原理 467
9.6.2 基於PROSHAKE和ABAQUS軟件的反應加速度法 467
9.7 Pushover法 468
9.7.1 水平荷載分布形式 469
9.7.2 目標位移的確定 469
9.7.3 地下結構Pushover法計算步驟 470
9.7

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