●第1章 緒論 1
1.1 問題的提出 1
1.2 國內外研究現狀 2
1.2.1 盾構隧道動力響應 2
1.2.2 管片襯砌混凝土結構損傷 4
1.2.3 鋼筋混凝土結構疲勞 4
1.2.4 無機鹽侵蝕效應 6
1.3 本書內容 8
第2章 列車振動荷載下盾構隧道的精細化與等效剛度模擬 9
2.1 列車-軌道-路基耦合動力學理論 9
2.1.1 列車振動動力學基本方程 10
2.1.2 動力學計算方法 13
2.2 列車振動荷載 14
2.2.1 列車振動荷載機理分析 14
2.2.2 列車振動荷載幅值分析 14
2.3 管片襯砌精細化模擬 15
2.3.1 管片接頭模擬方法 15
2.3.2 失效準則 17
2.4 管片襯砌等效剛度模擬 18
2.4.1 數值分析模型 19
2.4.2 襯砌剛度等效數值 21
2.4.3 橫向剛度等效 24
2.4.4 縱向剛度等效 29
2.5 管片襯砌精細化和等效剛度模型的應用 32
2.5.1 管片襯砌模擬 33
2.5.2 結果分析 37
2.6 本章 小結 45
第3章 基於振動荷載列車行駛效應的盾構隧道動力響應 47
3.1 動力響應分析方法 47
3.1.1 傅裡葉變換法 47
3.1.2 頻響函數法 48
3.1.3 三分之一倍頻程分析 49
3.1.4 傳遞率函數 49
3.1.5 動力繫數 50
3.2 列車振動荷載 50
3.2.1 列車振動荷載取值 50
3.2.2 荷載行駛效應模擬 51
3.3 空間交叉盾構隧道動力特性 51
3.3.1 空間交模型 51
3.3.2 不同淨距 54
3.3.3 不同列車速度 57
3.3.4 不同圍岩級別 59
3.3.5 不同位置 61
3.4 結構交叉盾構隧道動力特性 66
3.4.1 結構交模型 66
3.4.2 不同列車速度 69
3.4.3 不同圍岩級別 70
3.4.4 不同位置 71
3.5 本章 小結 80
第4章 基於室內試驗的結構交叉盾構隧道動力響應 82
4.1 試驗設計 82
4.1.1 試驗目的 84
4.1.2 相似比 84
4.1.3 試驗模型 85
4.1.4 測試內容 86
4.2 振動荷載 87
4.2.1 實測荷載 87
4.2.2 模擬荷載 88
4.3 單激振器作用 89
4.3.1 隧道中部振動 89
4.3.2 隧道1/4處(靠近進口)振動 93
4.3.3 隧道3/4處(靠近出口)振動 95
4.4 多激振器作用 97
4.4.1 考慮平順性扣件力荷載 97
4.4.2 不考慮平順性扣件力荷載 102
4.4.3 實測扣件力荷載 103
4.5 掃頻荷載下的動力響應 106
4.5.1 動力響應FRF分析 107
4.5.2 三分之一倍頻程分析 109
4.6 本章 小結 111
第5章 基於室內試驗的空間交叉盾構隧道動力響應 112
5.1 試驗設計 112
5.1.1 模型箱 112
5.1.2 數據采集繫統 114
5.1.3 模型加載 116
5.1.4 試驗工況 117
5.2 加速度響應特性 119
5.2.1 正弦及掃頻荷載 119
5.2.2 列車振動扣件荷載 121
5.3 頻譜響應特性 124
5.4 動力響應傳遞特性 127
5.4.1 傳遞率 127
5.4.2 頻譜響應 133
5.5 動態應變 136
5.6 地層動應力 138
5.7 動力繫數 139
5.8 動力響應HHT 141
5.9 本章 小結 145
第6章 基於裝配式建模的結構交叉盾構隧道動力響應 147
6.1 結構交叉盾構隧道數值模型 147
6.2 模態分析 148
6.2.1 時間步長 148
6.2.2 阻尼繫數 150
6.3 數值模型與試驗結果對比 150
6.3.1 實測荷載結果對比 150
6.3.2 理論荷載結果對比 157
6.4 本章 小結 163
第7章 基於裝配式建模的空間交叉盾構隧道動力響應 164
7.1 空間交叉盾構隧道數值模型 164
7.1.1 材料參數 166
7.1.2 動力邊界 167
7.1.3 三維接觸 168
7.1.4 對比模型 169
7.2 結果對比 170
7.2.1 不同數值模型 170
7.2.2 模型與試驗 178
7.3 接頭對交叉盾構隧道動力響應的影響 179
7.3.1 縱向接頭影響 179
7.3.2 環向接頭影響 181
7.4 本章 小結 183
第8章 基於無機鹽侵蝕作用的交叉盾構隧道動力響應 185
8.1 硫酸鹽腐蝕作用 185
8.1.1 硫酸鹽腐蝕分析理論 185
8.1.2 硫酸鹽腐蝕的影響 188
8.1.3 結構交叉盾構隧道數值模型 191
8.1.4 結構交叉盾構隧道動力響應 193
8.2 氯鹽侵蝕作用 201
8.2.1 氯鹽侵蝕分析理論 201
8.2.2 空間交叉盾構隧道數值模型 210
8.2.3 空間交叉盾構隧道動力響應 211
8.2.4 空間交叉盾構隧道承載能力 216
8.3 本章 小結 221
第9章 管片襯砌混凝土損傷理論與改進疲勞本構模型 224
9.1 混凝土彈塑性損傷理論 224
9.1.1 損傷變量 224
9.1.2 有效應力 225
9.1.3 基本假設 226
9.2 混凝土損傷本構模型 228
9.2.1 Loland損傷模型 228
9.2.2 Mazars損傷模型 229
9.2.3 Sidoroff損傷模型 230
9.2.4 分段線性損傷模型 231
9.2.5 分段曲線損傷模型 231
9.2.6 基於規範推薦的損傷演化方程 231
9.3 ABAQUS中的塑性損傷模型 232
9.3.1 單軸荷載 233
9.3.2 循環荷載 234
9.4 混凝土疲勞本構方程 235
9.4.1 混凝土單軸本構模型 235
9.4.2 混凝土疲勞剛度 237
9.4.3 混凝土疲勞強度 238
9.4.4 混凝土殘餘應變 239
9.4.5 改進混凝土疲勞本構模型 239
9.4.6 鋼筋疲勞本構模型 241
9.5 本章 小結 244
第10章 結構交叉盾構隧道動力響應與累積損傷 245
10.1 結構交叉盾構隧道數值模型 245
10.1.1 計算模型 245
10.1.2 材料參數 246
10.1.3 動力邊界 247
10.1.4 高速列車振動荷載 247
10.2 列車首次運行結構動力響應 249
10.2.1 主隧道 250
10.2.2 聯絡橫通道 256
10.3 結構交叉盾構隧道疲勞壽命 261
10.4 不同運營年限交叉結構動力響應 263
10.4.1 主隧道 264
10.4.2 聯絡橫通道 267
10.5 不同運營年限交叉結構累積損傷 271
10.5.1 主隧道 271
10.5.2 聯絡橫通道 274
10.6 本章 小結278
第11章 空間交叉盾構隧道動力響應與累積損傷 280
11.1 空間交叉盾構隧道數值模型 280
11.1.1 計算模型 280
11.1.2 材料參數 282
11.1.3 三維接觸 283
11.1.4 地鐵列車振動荷載 283
11.2 列車首次運行結構動力響應 284
11.2.1 上部隧道 284
11.2.2 下部隧道 288
11.3 空間交叉盾構隧道疲勞壽命 293
11.4 不同運營年限交叉結構動力響應 294
11.4.1 上部隧道 294
11.4.2 下部隧道 296
11.5 不同運營年限交叉結構累積損傷 298
11.6 本章 小結 303
參考文獻 305
附錄 311
