●第1 章 緒論………………………………………………………………………………… 1 1. 1 軌道交通的發展概況………………………………………………………………… 1 1. 2 軌道交通地下結構與車輛荷載特征………………………………………………… 1 1. 2. 1 軌道交通振源特征……………………………………………………………… 1 1. 2. 2 軌道結構特征…………………………………………………………………… 2 1. 2. 3 隧道結構特征…………………………………………………………………… 4 1. 3 軌道交通隧道繫統振動引發的典型工程問題……………………………………… 6 1. 3. 1 軟土地區地鐵隧道沉降及結構病害問題……………………………………… 6 1. 3. 2 環境振動問題…………………………………………………………………… 7 1. 4 軌道交通隧道繫統動力學的研究方法……………………………………………… 9 1. 4. 1 現場測試………………………………………………………………………… 9 1. 4. 2 室內試驗………………………………………………………………………… 10 1. 4. 3 經驗法…………………………………………………………………………… 11 1. 4. 4 數值方法………………………………………………………………………… 11 1. 4. 5 解析法與半解析法……………………………………………………………… 14 1. 5 本書研究內容及範圍………………………………………………………………… 16 本章參考文獻……………………………………………………………………………… 17第2 章 飽和全空間土體?隧道振動響應殼柱法半解析模型……………………………… 24 2. 1 隧道振動控制方程…………………………………………………………………… 24 2. 2 飽和地基土體的波動方程…………………………………………………………… 27 2. 3 模型的耦合求解……………………………………………………………………… 36 2. 4 算例與分析…………………………………………………………………………… 39 2. 4. 1 豎向移動荷載作用下的響應…………………………………………………… 40 2. 4. 2 水平移動荷載對動力響應的影響……………………………………………… 44 本章參考文獻……………………………………………………………………………… 461第3 章 基於殼柱模型的車輛?軌道?隧道?土體車致振動響應解………………………… 48 3. 1 隧道?土體繫統……………………………………………………………………… 49 3. 2 軌道與隧道的耦合…………………………………………………………………… 52 3. 2. 1 單洞單線軌道…………………………………………………………………… 52 3. 2. 2 單洞雙線軌道…………………………………………………………………… 54 3. 3 車輛荷載的模擬……………………………………………………………………… 59 3. 4 算例與分析…………………………………………………………………………… 60 3. 4. 1 模型的退化分析………………………………………………………………… 60 3. 4. 2 單洞單線響應分析……………………………………………………………… 61 3. 4. 3 單洞雙線行車響應……………………………………………………………… 67 本章參考文獻……………………………………………………………………………… 72第4 章 飽和分層半空間問題的2. 5 維動力Green 函數………………………………… 73 4. 1 控制方程和通解……………………………………………………………………… 73 4. 1. 1 飽和多孔介質的波動方程……………………………………………………… 73 4. 1. 2 位移場的勢函數分解和通解…………………………………………………… 75 4. 2 飽和全空間問題的2. 5 維動力Green 函數………………………………………… 76 4. 2. 1 點荷載作用下全空間問題的2. 5 維動力Green 函數………………………… 76 4. 2. 2 流相點源作用下全空間問題的2. 5 維動力Green 函數……………………… 80 4. 3 飽和半空間問題的2. 5 維動力Green 函數………………………………………… 81 4. 3. 1 點荷載作用下半空間問題的2. 5 維動力Green 函數………………………… 81 4. 3. 2 流相點源作用下半空間問題的2. 5 維動力Green 函數……………………… 88 4. 4 飽和分層半空間問題的2. 5 維動力Green 函數…………………………………… 91 4. 5 算例分析…………………………………………………………………………… 100 4. 5. 1 與單相介質半空間問題的2. 5 維動力Green 函數對比分析……………… 100 4. 5. 2 與飽和半空間問題的三維動力Green 函數對比分析……………………… 102 4. 5. 3 與飽和分層半空間問題的三維動力Green 函數對比分析………………… 103 4. 5. 4 埋置點源作用下飽和分層半空間的動力響應……………………………… 104 本章參考文獻……………………………………………………………………………… 107第5 章 飽和土?隧道繫統車致振動響應的2. 5 法…………………… 109 5. 1 隧道?飽和土體繫統的2. 5 法………………………………… 109 5. 1. 1 隧道的2. 5 法……………………………………………………… 110 5. 1. 2 飽和土體的2. 5 法………………………………………………… 111 5. 1. 3 2. 5 耦合………………………………………………… 116 5. 2 車輛?軌道?隧道?飽和土體耦合繫統動力計算方法……………………………… 118 5. 3 算例分析…………………………………………………………………………… 119 5. 3. 1 與不透水條件下的半解析解對比分析……………………………………… 119 5. 3. 2 與透水條件下的半解析解對比分析………………………………………… 121 5. 3. 3 與單相介質的2. 5 法對比分析…………………………… 121 5. 3. 4 飽和半空間中類矩形隧道的車致振動響應………………………………… 122 本章參考文獻……………………………………………………………………………… 132第6 章 飽和半空間中圓形隧道車致動力響應的子結構法……………………………… 134 6. 1 計算條件…………………………………………………………………………… 134
內容簡介
本書在追蹤靠前隧道動力學研究方法的基礎上,以車輛?軌道耦合和飽和軟土地層作為切入點,力求建立便捷可靠的計算方法,以便釐清服役軌道交通隧道的結構病害和環境振動問題,為改進設計與施工措施提供借鋻與參考。本書共分為8 章,內容包括緒論、飽和全空間土體?隧道振動響應殼柱法半解析模型、基於殼柱模型的車輛?軌道?隧道?土體車致振動響應解、飽和分層半空間問題的2. 5 維動力Green 函數、飽和土?隧道繫統車致振動響應的2. 5 法、飽和半空間中圓形隧道車致動力響應的子結構法、時域內隧道?土體振動的半解析動力子結構法、時域內車輛?軌道?隧道?土體耦合動力子結構法。本書可供隧道科研、設計及施工人員學習參考,亦可供高等院校研究生學習參考。