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目錄第1章緒論 1 1.1 問題的提出 1 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2 1.2.1 盾構(gòu)隧道動力響應 2 1.2.2 管片襯砌混凝土結(jié)構(gòu)損傷 4 1.2.3 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)疲勞 4 1.2.4 無機鹽侵蝕效應 6 1.3 本書內(nèi)容 8 第2章列車振動荷載下盾構(gòu)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 連接單元失效準則 17 2.4 管片襯砌等效剛度模擬 18 2.4.1 數(shù)值分析模型 19 2.4.2 襯砌剛度等效數(shù)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(jié)果分析 37 2.6 本章小結(jié) 45 第3章基于振動荷載列車行駛效應的盾構(gòu)隧道動力響應 47 3.1 動力響應分析方法 47 3.1.1 傅里葉變換法 47 3.1.2 頻響函數(shù)法 48 3.1.3 三分之一倍頻程分析 49 3.1.4 傳遞率函數(shù) 49 3.1.5 動力系數(shù) 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(gòu)隧道動力特性 51 3.3.1 空間交叉有限元模型 51 3.3.2 不同凈距 54 3.3.3 不同列車速度 57 3.3.4 不同圍巖級別 59 3.3.5 不同位置 61 3.4 結(jié)構(gòu)交叉盾構(gòu)隧道動力特性 66 3.4.1 結(jié)構(gòu)交叉有限元模型 66 3.4.2 不同列車速度 69 3.4.3 不同圍巖級別 70 3.4.4 不同位置 71 3.5 本章小結(jié) 80 第4章基于室內(nèi)試驗的結(jié)構(gòu)交叉盾構(gòu)隧道動力響應 82 4.1 試驗設(shè)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(nèi)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(jié) 111 第5章基于室內(nèi)試驗的空間交叉盾構(gòu)隧道動力響應 112 5.1 試驗設(shè)計 112 5.1.1 模型箱 112 5.1.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 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(tài)應變 136 5.6 地層動應力 138 5.7 動力系數(shù) 139 5.8 動力響應HHT 141 5.9 本章小結(jié) 145 第6章基于裝配式建模的結(jié)構(gòu)交叉盾構(gòu)隧道動力響應 147 6.1 結(jié)構(gòu)交叉盾構(gòu)隧道數(shù)值模型 147 6.2 模態(tài)分析 148 6.2.1 時間步長 148 6.2.2 阻尼系數(shù) 150 6.3 數(shù)值模型與試驗結(jié)果對比 150 6.3.1 實測荷載結(jié)果對比 150 6.3.2 理論荷載結(jié)果對比 157 6.4 本章小結(jié) 163 第7章基于裝配式建模的空間交叉盾構(gòu)隧道動力響應 164 7.1 空間交叉盾構(gòu)隧道數(shù)值模型 164 7.1.1 材料參數(shù) 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(jié)果對比 170 7.2.1 不同數(shù)值模型 170 7.2.2 模型與試驗 178 7.3 接頭對交叉盾構(gòu)隧道動力響應的影響 179 7.3.1 縱向接頭影響 179 7.3.2 環(huán)向接頭影響 181 7.4 本章小結(jié) 183 第8章基于無機鹽侵蝕作用的交叉盾構(gòu)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(jié)構(gòu)交叉盾構(gòu)隧道數(shù)值模型 191 8.1.4 結(jié)構(gòu)交叉盾構(gòu)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(gòu)隧道數(shù)值模型 210 8.2.3 空間交叉盾構(gòu)隧道動力響應 211 8.2.4 空間交叉盾構(gòu)隧道承載能力 216 8.3 本章小結(jié) 221 第9章管片襯砌混凝土損傷理論與改進疲勞本構(gòu)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(shè) 226 9.2 混凝土損傷本構(gòu)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 基于規(guī)范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(huán)荷載 234 9.4 混凝土疲勞本構(gòu)方程 235 9.4.1 混凝土單軸本構(gòu)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 混凝土殘余應變 239 9.4.5 改進混凝土疲勞本構(gòu)模型 239 9.4.6 鋼筋疲勞本構(gòu)模型 241 9.5 本章小結(jié) 244 第10章結(jié)構(gòu)交叉盾構(gòu)隧道動力響應與累積損傷 245 10.1 結(jié)構(gòu)交叉盾構(gòu)隧道數(shù)值模型 245 10.1.1 計算模型 245 10.1.2 材料參數(shù) 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(jié)構(gòu)動力響應 249 10.2.1 主隧道 250 10.2.2 聯(lián)絡橫通道 256 10.3 結(jié)構(gòu)交叉盾構(gòu)隧道疲勞壽命 261 10.4 不同運營年限交叉結(jié)構(gòu)動力響應 263 10.4.1 主隧道 264 10.4.2 聯(lián)絡橫通道 267 10.5 不同運營年限交叉結(jié)構(gòu)累積損傷 271 10.5.1 主隧道 271 10.5.2 聯(lián)絡橫通道 274 10.6 本章小結(jié)278 第11章空間交叉盾構(gòu)隧道動力響應與累積損傷 280 11.1 空間交叉盾構(gòu)隧道數(shù)值模型 280 11.1.1 計算模型 280 11.1.2 材料參數(shù) 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(jié)構(gòu)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(gòu)隧道疲勞壽命 293 11.4 不同運營年限交叉結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)累積損傷 298 11.6 本章小結(jié) 303 參考文獻 305 附錄 311

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