本书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。本书根据《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最
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。
本书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。
第一章 绪论
1.1 目的与意义
1.2 铁路隧道动力响应研究概述
1.2.1 列车荷载动力响应
1.2.2 地震荷载动力响应
1.2.3 爆破荷载动力响应
1.3 立体交叉隧道研究概述
1.3.1 隧道近接工程分类和影响分区研究
1.3.2 交叉隧道抗震研究
1.3.3 交叉隧道爆破振动影响研究
1.4 隧道结构动力损伤研究概述
1.4.1 经典混凝土力学
1.4.2 混凝土损伤力学
1.4.3 隧道结构动力损伤
1.5 交叉隧道动力响应研究存在的问题
第二章 交叉隧道结构动力分析理论与计算条件
2.1 动力方程及力学阻尼
2.1.1 动力有限差分法
2.1.2 动力方程
2.1.3 力学阻尼
2.1.4 网格尺寸和边界条件
2.2 动荷载类型
2.2.1 列车荷载
2.2.2 地震荷载
2.2.3 爆破荷载
2.3 动荷载特性及输入
2.3.1 列车荷载简化模拟
2.3.2 地震荷载的处理与加载方法
2.3.3 爆破荷载的模拟方法
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
3.1 混凝土弹塑性损伤本构模型
3.1.1 连续介质损伤力学基本理论
3.1.2 混凝土损伤模型简介
3.1.3 混凝土弹塑性损伤本构建立
3.2 损伤模型数值程序实现及验证
3.2.1 损伤模型应力更新算法
3.2.2 FLAC3D二次开发环境及关键技术
3.2.3 损伤模型验证
3.3 基于损伤理论的高速铁路隧道动力响应分析
3.3.1 动力响应计算模型
3.3.2 计算结果及对比分析
3.4 高速铁路交叉隧道动力响应分析
3.4.1 动力响应计算模型
3.4.2 计算结果及对比分析
3.5 高速铁路列车荷载作用下影响因素敏感性分析
3.5.1 参数敏感性分析方法介绍
3.5.2 各影响因素的敏感性分析
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
3.6.1 影响分区阈值的确定
3.6.2 立体交叉隧道动力响应影响分区的划分